2010年，其在明朝宮廷劇《大明嬪妃》中出演男二號朱常洵，并拍攝數(shù)字懸疑電影《胭脂劫》及《深閨疑云》；同年，主演亞洲首部IMAX3D電影《大明宮傳奇》，在劇中飾演君實將軍。
2011年，參演古裝電視劇《王陽明》，并在首部反映黔東地區(qū)的抗戰(zhàn)電視劇《風(fēng)雨梵凈山》中飾演正義凜然的民族英雄孫如柏；同年，在電視電影《獵野人》中飾演野人。2012年，在年代劇《怪醫(yī)文三塊》中飾演海東升，并主演家庭情感輕喜劇《家宴》，在劇中他飾演叛逆調(diào)皮的馮豆子；同年，其還在數(shù)字愛情懸疑電影《偷窺者》中塑造主人公江心白，在數(shù)字懸疑電影《殺機(jī)四伏》飾演譚幃、在數(shù)字愛情年代電影《戰(zhàn)地情天》中飾演靳非魚。
2013年初，朱一龍接拍由朱時茂執(zhí)導(dǎo)的賀歲檔電影《愛情不NG》；7月出演由田少波執(zhí)導(dǎo)的民國情感劇《情定三生》，他在劇中飾演男一號遲瑞。
2014年，出演都市青春劇《我的愛對你說》，在劇中飾演樊偉。9月出演古龍武俠巨制《蕭十一郎》，飾演連城璧；10月出演大型古裝歷史劇《羋月傳》，飾演秦王嬴稷。
2015年3月主演大型都市情感輕喜劇《御姐歸來》，在劇中飾演男一號何開心。2015年6月主演古龍武俠巨制《邊城浪子》，飾演男一號傅紅雪2015年9月出演由《鬼望坡》改編的《育嬰室》3D電影，飾演男一號蒙少暉