2004年,参演胡兵、石小群、李茂主演的科幻悬疑剧《非常24小时》,这是他的首部电视剧作品,从而正式进入演艺圈。2005年,出演金沛辰、石小群、刘冠翔主演的都市爱情剧《白色情人梦》。2008年,出演黄鹤执导的古装喜剧《好汉一箩筐》。
2009年,与品冠合作主演浪漫爱情电影《注定爱你》,在片中饰演满腔热情投入到农村建设的大学生阿海;同年,出演聂远、张译、吴晓敏主演的谍战剧《枪声背后》,在剧中饰演聪明机智的公安局侦察科干事马英;之后,参演王艳、陈楚河、陈意涵、刘德凯主演的古装武侠剧《流星蝴蝶剑》,在剧中饰演四大杀手之一的何方。
2010年2月,以嘉宾主持人的身份参加中央电视台少儿节目《动画城》的录制;随后,受邀参加山东卫视综艺节目《爱情来敲门》的录制;同年,出演刘家成执导的家庭情感剧《傻春》。
2011年,与王新军、宁静、何政军共同出演革命战争剧《三进山城》,在剧中饰演八路军战士小马;同年,参演黄志忠、陈小艺、朱媛媛主演的家庭情感剧《咱家那些事》。
2012年,出演罗晋、王媛可、李勤勤主演的都市情感剧《爱的相对论》。2013年1月1日,其主演的浪漫爱情电影《201314》上映,在片中饰演对感情十分认真的男二号钱嘉乐;同年,参演王学圻、蒋勤勤、张梓烈主演的革命战争剧《姥爷的抗战》。
2014年4月4日,与余心恬、郭艳、郎鹏联袂主演的惊悚悬疑电影《笔仙惊魂3》上映,在片中饰演热爱户外旅行的大学生驴友张宇;8月20日,由林峰、王珞丹主演的古装宫廷剧《卫子夫》首播,郭鑫在剧中饰演楚服的师弟慕容凤。
2016年7月31日,由李易峰、赵丽颖、杨紫主演的古装玄幻剧《青云志》播出,郭鑫在剧中饰演吸血老妖;9月12日,与晏紫东、蒋梓乐、卢卓、刘亦宸共同出演的古装情感剧《识汝不识丁》首播,在剧中饰演林正庸的弟子卢镇学。
2017年7月19日,与张震、杨幂、张译、雷佳音共同出演的古装武侠电影《绣春刀Ⅱ:修罗战场》首映,在片中饰演对沈炼忠心耿耿的锦衣卫小旗官;8月15日,与蒋欣、陆毅、李雅男、冉旭领衔主演的都市情感剧《盲约》首播,在剧中饰演可爱呆萌的时尚娱乐电台男主播李小虎。