Từ năm 2000 đến năm 2008, Luke Evans tham gia trong nhiều vở kịch của West End ở London, bao gồm La Cava, Taboo, Rent, Miss Saigon, Avenue Q, cũng như một số chương trình tại London và tại Liên hoan Edinburgh.

Trong năm 2008, Evans đóng vai chính Vincent trong vở kịch Small Change được viết và đạo diễn bởi Peter Gill tại nhà hát Donmar Warehouse. Vai diễn này nhận được sự khen ngợi từ các đạo diễn cũng như các nhà tuyển trạch Mỹ, và anh cũng được đề cử giải Evening Standard Award cho nghệ sỹ mới xuất sắc nhất. Cùng năm đó, anh đóng vai Yves Montand trong vở thứ hai Piaf tại Donmar Warehouse.

Evans có lần thử vai điện ảnh đầu tiên ở độ tuổi 30. Trong năm 2009, anh đóng bộ phim đầu tiên của mình, vai thần Apollo Hy Lạp trong phiên bản remake năm 2010 Clash of the Titans. Cũng năm 2010, anh xuất hiện với vai Clive trong phim Sex & Drugs & Rock & Roll của đạo diễn Matt Whitecross; vai cảnh sát trưởng Nottingham trong Robin Hood cùng với Matthew Macfadyen; vai anh chàng siêng năng và tốt bụng Andy trong bộ phim Tamara Drewe của đạo diễn Stephen Frears, dựa trên truyện tranh của Posy Simmond. Evans tiếp tục đóng vai DI Craig Stokes trong Blitz (2011), bộ phim chuyển thể từ tiểu thuyết cùng tên của Ken Bruen, trong đó anh đóng cùng với Jason Statham và Paddy Considine. Đầu năm 2010, anh tham gia bộ phim độc lập, Flutter của đạo diễn bởi Giles Borg.

Evans đóng vai người lính ngự lâm Aramis trong phiên bản The Three Musketeers của Paul W. S. Anderson (quay năm 2010 và phát hành năm 2011). Anh vào vai chính trong phim sử thi Hy Lạp Immortals (2011) của Tarsem Singh, trong đó anh đóng thần Zeus - chúa tể của các vị thần. Cuối năm 2010, Evans tham gia 1 vai bên cạnh John Cusack trong bộ phim The Raven của James McTeigue, thay cho Jeremy Renner. Trong phim này, Evans vào vai thám tử Emmett Fields, người điều tra một loạt các vụ án giết người. Vào năm 2011, anh tham gia No One Lives, một bộ phim kinh dị tâm lý của đạo diễn Ryuhei Kitamura ở New Orleans; và bắt đầu đóng một vai trong bộ ba phần phim The Hobbit của đạo diễn Peter Jackson.

Năm 2013, Evans diễn vai nhân vật phản diện Owen Shaw trong Fast & Furious 6. Năm 2014, anh trở thành Dracula trong phim Dracula Untold. Vào tháng 6 năm 2014, anh tham gia trong dàn diễn viên của bộ phim High-Rise với Tom Hiddleston và Jeremy Irons. Năm 2015, anh lọt vào danh sách "50 người đàn ông Anh ăn mặc đẹp nhất" của tạp chí GQ.

Năm 2016, Evans xuất hiện trong phim kinh dị The Girl on the Train, đóng cùng Emily Blunt. Năm 2017, anh có vai diễn phản diện Gaston trong phim bản làm lại Beauty and the Beast (Người đẹp và quái vật) của hãng Disney, diễn chung với Emma Watson. Anh cũng đóng vai chính, William Moulton Marston, người tạo ra Wonder Woman, trong phim Professor Marston and the Wonder Women.

Năm 2018, Evans đóng vai chính John Moore, 1 họa sĩ minh họa báo trong bộ phim truyền hình The Alienist.....