2012年1月30日，与边伯贤合作演唱EXO-K首支序曲《WHAT IS LOVE》   ；3月9日，随EXO-K发行第二首序曲《History》   ；4月8日，随EXO-K发行首张迷你专辑《MAMA》，并以EXO的子团体EXO-K主唱身份正式出道，专辑发行一个月后售出7万张   ；4月24日，参与演唱S.M.Entertainment纪录片《I AM》的OST《Dear My Family》   。

2013年6月3日，随组合发行首张专辑《XOXO（Kiss & Hug）》，主打曲为《狼与美女》，专辑发行前预售量已达到30万张   ，专辑发行后在美国Billboard世界专辑排行榜中排行第一位   ，专辑总销量超过53万张   ；7月29日，参与演唱f(x)的《Goodbye Summer》   ；8月5日，随组合发行首张专辑的Repackage版专辑，主打曲为《咆哮》，专辑发行后在Hanteo排行榜上连续三周占据榜首   ，专辑总销量超过47万张，两个版本的专辑销量加起来超过100万，是韩国乐坛自2001年后出现的首张百万张销量唱片   ；11月，出演首个团体综艺节目《EXO’s Showtime》，节目在90后女性收视层中以平均5%的收视率成为同时段收视一位   ；12月9日，随组合发行首张冬季特别专辑《12月的奇迹》，专辑发行前预售量已超过40万张   ；12月29日，随组合参与演唱SBS歌谣大战Friendship Project单曲《You Are A Miracle》   。

2014年4月，出演团体综艺节目《火热的瞬间XOXO EXO》   ；5月7日，随EXO-K发行第二张迷你专辑《上瘾》，专辑预售量超过37万张   ，专辑发行后，连续两周蝉联韩国唱片销量冠军   ，主打曲MV被评为5月在美国及全球观看次数最多的K-POP MV   ；7月，出演个人首部电视剧《没关系，是爱情啊》，饰演高中生“韩江宇”   ，他凭该剧在第3届大田电视剧节中获得男子新人奖   ；8月，出演团体综艺节目《EXO 90:2014》   ；11月，出演付智英执导的剧情电影《Cart》并为该片演唱主题曲《呐喊》，他在片中饰演善熙的儿子“泰英”   。

2015年3月30日，随组合发行第二张正规专辑《EXODUS》   ；6月3日，随组合发行第二张正规专辑的Repackage版专辑《LOVE ME RIGHT》；6月，客串电视剧《记得你》   ，饰演杀人犯李俊英；11月4日，随组合发行首张日语专辑《Love Me Right ~romantic universe~》并正式在日本出道；同年首次担任电影男主角，用全罗道方言主演李恩熙执导的爱情影片《纯情》，饰演性格木讷但一片丹心的范实   ；同年主演全秀庆执导的喜剧电影《哥哥》，饰演本来是成绩优异的柔道选手，却在国家代表选拔赛前因事故导致人生产生了翻天覆地变化的弟弟   ；12月10日，随组合发行第二张冬季特别专辑《Sing For You》，主打曲为《Sing For You》和《Unfair》   。

2016年初，为韩国动画电影《遗弃犬的故事》配音；4月，参演金容华执导的奇幻类电影《与神同行》，饰演被特殊照顾的低能兵刘成延，误杀兵长   ；6月3日，获得第52届韩国百想艺术大赏最佳人气男演员   ；6月9日，随组合发行第三张正规专辑《EX’ACT》，主打曲为《Lucky One》和《Monster》   。8月18日，随组合发行第三张正规专辑Repackage版专辑《LOTTO》   。

2017年初，主演李荣承执导的剧情电影《七号室》，饰演为还学费贷款在DVD店打工的大学生泰政   、   。7月4日，凭借《哥哥》获得2017年闪耀韩国电影新人奖；11月25，凭借《哥哥》获得第38届韩国电影青龙奖最优秀新人男演员奖   。

2018年9月，主演李忠载执导的tvN月火剧《百日的郎君》，都敬秀饰演王世子李律，该剧自开播后，屡次刷新收视纪录，大结局创造了tvN月火剧历史新高   。12月19日，都敬秀主演姜炯哲执导的电影《Swing Kids》上映，都暻秀饰演迷上踢踏舞的朝鲜军人陆基秀   。

2019年5月1日，获得第55届韩国百想艺术大赏人气奖   。

2021年2月15日，都暻秀确定出演韩版电影《不能说的秘密》。