鹿児島県川内市（現・薩摩川内市）の生まれ。中学生の時に家族で東京に転居し、原宿で買い物中にスカウトされて芸能界入り。武蔵野市立第三中学校を卒業後の1999年、日本テレビ『サイコメトラーEIJI２』で俳優デビューする。NHK『六番目の小夜子』00を経て、連続テレビ小説『ちゅらさん』の国仲涼子扮するヒロインの弟・古波蔵恵達役で一躍注目され、以後も、TBS『恋がしたい恋がしたい恋がしたい』02、フジテレビ『ロング・ラブレター／漂流教室』『ランチの女王』02などのドラマに出演を重ねる。2003年のフジテレビ『ウォーターボーイズ』では、かつて妻夫木聡が主演した同名ヒット映画の続編として、男子シンクロに挑む主人公・進藤勘九郎を体当たりで演じて好評を得た。同年にはその妻夫木と共演した飯田譲治監督「ドラゴンヘッド」で、大地震が発生して閉じ込められた新幹線のトンネル内で狂気に蝕まれていく内向的な少年・高橋ノブオを異様な熱をもって演じ、強烈な印象を残す。05年の村上正典監督「電車男」で映画初主演。女性を避けてきたオタク男性が思いがけなく美女と出会い、初めて恋愛に足を踏み込む様子をコミカルかつひたむきに演じた。ある時期までは弟キャラや好青年然とした役柄が多かったが、TBS『世界の中心で、愛をさけぶ』04、『百夜行』06などの話題作への主演を経て、07年の三池崇史監督「クローズZERO」でそのイメージを大きく変える。ここではカリスマ的な匂いを放つ武闘派高校生・芹沢多摩雄を演じ、長髪に無精ヒゲのワイルドなルックス、ハードな格闘シーンもこなして新境地を拓く。以降、針が振り切れたように、コメディから汚れ役までさまざまなタイプの役どころに挑戦し、10年のTBSの深夜ドラマ『闇金ウシジマくん』では、頭脳明晰で非情、独自のモラルで闇金業に携わるダークな主人公を、原作漫画のイメージを崩さずに再現した。続く同局『荒川アンダーザーブリッジ』11、テレビ東京『勇者ヨシヒコと魔王の城』11でも特異な役柄に立て続けに挑み、12年には『闇金ウシジマくん』『荒川アンダーザーブリッジ』がいずれも映画化される。