2006年，彭于晏首次出演电影，担当林育贤导演《六号出口》的男主角；2007年，凭电影《基因决定我爱你》入围第44届台湾电影金马奖最佳新演员并为金马短片单元制作片头，完成导演处女作；2009年，因与前经纪公司闹合约纠纷，事业陷入低谷，纠纷解决后，彭于晏重新复出，并发行了首张个人EP《非爱不可》。
2011年，主演的电影《翻滚吧！阿信》是彭于晏事业的转折点，他凭借该戏入围第48届台湾电影金马奖最佳男主角 。而后接连拍摄了《寒战》、《分手合约》、《激战》等多部电影，更凭《激战》中“林思齐”一角角逐第50届台湾电影金马奖及第33届香港电影金像奖最佳男配角。
2014年，他主演《黄飞鸿之英雄有梦》成为继李连杰、赵文卓之后新一代黄飞鸿演出者。同时由知名小说改编的爱情电影《匆匆那年》，电视剧《风中奇缘》，加上《黄飞鸿之英雄有梦》三部高关注度的作品，在2014年10，11，12月接连推出，是他入行以来的事业新高点。他也主演了林超贤的单车竞赛电影《破风》，预计2014年10月底杀青。