2007年，出演个人首部电影《悠悠白桦林》，在片中饰演男主角郑涛， 从而正式进入演艺圈；同年，与张嘉译、刘佩琦、姚晨合作主演商战剧《百年荣宝斋》，在剧中饰演李德福，这是他的首部电视剧作品；同年，参加北京电视台《红楼梦中人》演员选秀活动，并顺利晋级贾宝玉组，最终由于年龄偏大而未能获得出演贾宝玉的机会。

2008年，出演郝杰执导的喜剧电影《娱乐双熊》，在片中饰演男主角小飞；同年7月，白一弘加入中华全国总工会话剧团。

2009年，出演姬沛执导的话剧《夏娃的火车》，在剧中饰演男主角。

2010年，出演于小彤、杨洋、王龙华主演的古装情感剧《红楼梦》， 在剧中饰演男主角贾宝玉的贴身跟班李贵 ；同年，与姜春奇 、唐煦坤、张博合作主演家庭伦理剧《我爱我家2.0》，在剧中饰演男主角司徒家。

2012年，与苗圃、张铁林、罗晋、尹航合作主演古装传奇剧《穆桂英挂帅》，在剧中饰演威风凛凛且英气袭人的于都尉；同年，与朱亚文、苗圃、吕一合作主演谍战剧《地火》，在剧中饰演舍身取义的东北军杜连长。

2013年，与邱心志、唐艺昕、何明翰合作主演古装情感剧《上错花轿之三嫁奇缘》，在剧中饰演为人侠肝义胆且武功高强的闽中总兵吴天；同年 ，与黄觉、刘芊含、巍子合作主演抗战剧《英雄祭》，在剧中饰演汉奸陈一伟；同年12月27日，其主演的爱情喜剧电影《有招没招》上映，在片中饰演快递员阿力 。

2014年3月，参加浙江卫视喜剧评论类节目《中国喜剧星》的录制；同年，与于和伟、祖峰、叶一云合作主演刑侦剧《刑警队长》，在剧中饰演特警队员柳全；同年，与范冰冰、张丰毅、李治廷合作主演古装宫廷剧《武媚娘传奇》，在剧中饰演文武双全的谋士杜楚客。

2016年，与张一山、常戎、吴优合作主演刑侦网络季播剧《余罪》第一季和第二季，在剧中饰演爱美自的恋狂汪慎修。

2017年，在都市爱情剧《风光大嫁》中饰演娇生惯养但真诚善良的暖男宁致远。

2018年，主演衍生IP电影《法海你不懂爱》，另类角度解读了法海与白娘子的恩怨，白一弘在电影中饰演的是白娘子的后代；4月，超级IP剧《盗墓笔记第二季》开机，白一弘饰演潘子

2019年3月13日，出演的奇妙甜爱剧《爱上北斗星男友》，在剧中饰演神秘异星人善财；同年参演现实题材的献礼剧《花繁叶茂》，在剧中饰演一位扶贫书记  ；6月6日，参演的《怒海潜沙&秦岭神树》开播，在剧中饰演潘子。

2020年5月11日，参演的乡村题材电视剧《花繁叶茂》在中央电视台综合频道播出。