2007年，洪宗玄参加了“2008S/S首尔时装周”，以模特的身份正式出道。
2008年12月4日，与金佳恩合作主演的爱情电影《恋人们》在韩国上映，洪宗玄凭借该片正式进入演艺圈；12月30日，其客串出演的韩国剧情伦理电影《霜花店》首映，在片中饰演36建龙卫之一；同年，他还主演了爱情电影《Hey,Tom》，饰演让两位少女心动不已的男主角Tom。
2009年5月21日，与朴智英、韩艺璃合作主演的剧情片《向着大海，再一步》上映，他饰演了美少年准书一角；9月9日，其出演的水木爱情励志剧《向大地头球》在韩国SBS电视台首播，在剧中饰演了足球运动员洪京周，该剧也是洪宗玄的首部电视剧作品；同年，他还客串出演了韩国KBS电视台周末剧《热血商人》；以及与李准基合作主演了SBS水木爱情剧《HERO》。
2010年3月22日，出演的SBS浪漫爱情喜剧《OhMyLady》首播，在剧中饰演音乐公司财务组长，尹开花的同事；6月10日，与李钟硕等合作主演的恐怖电影《校园鬼》上映，他饰演了片中的男学长一角；11月4日，首次担纲主演的校园剧《丛林的鱼2》在韩国KBS电视台首播，饰演认为学校体制不合理而抱有嘲讽的态度的高二学生闵浩秀，随后他又出演了该剧电影版。
2011年1月30日，参演的KBS悬疑剧《白色圣诞节》播出，在剧中饰演没有存在感，渴望被关注的李在圭；12月5日，主演的情景喜剧《吸血鬼偶像》在MBN电视台首播，饰演王子护卫、IQ790的天才雅丽卢；同年，洪宗玄还参演了SBS历史剧《武士白东秀》，在剧中饰演朝鲜正祖一角。
2012年1月4日，出演韩国KBS电视台爱情喜剧《暴力罗曼史》，在剧中饰演酒吧工读生徐允宜；3月5日起，开始主持Mnet《世界娱乐新闻》节目，这是他首次担任节目主持人；6月27日，与朴率美、金民俊合作主演的爱情剧《给亲爱的你》在韩国JTBC有线电视台首播，饰演灿珠的丈夫高振世一角；11月21日，史剧《田禹治》首播，洪宗玄出演了剧中的内禁卫从事官李灿辉一角。
2013年5月27日，与崔秀英等合作主演的tvN浪漫喜剧《恋爱操作团：Cyrano》播出，在剧中饰演了操作团团员、天才工学工程师武振。
2014年2月24日，与韩胜妍共同主演的SBS网络剧《女人漫画皮鞋》播出，该剧改编自同名网络漫画，洪宗玄在剧中饰演28岁的代理吴泰秀，他凭借该剧与韩胜妍获得了第9届CableTV放送大赏的最佳情侣奖；6月，与Girl'sDay成员金亚荣搭档组成假想夫妇，共同出演MBC综艺节目《我们结婚了》，他也凭借该综艺节目获得MBC演艺大赏年度NewStar赏；8月2日，主演的KBS亲情剧《妈妈-世上无所畏惧》首播，饰演了胜熙过去的恋人具志燮，洪宗玄凭借该剧获得MBC演技大赏男子新人赏的提名；12月28日起，开始担任SBS音乐节目《人气歌谣》的主持人；同年，他还主演了爱情剧《我要结婚的理由》，饰演在Ilius工作的李俊基一角。
2015年4月29日，与陈世妍合作主演的喜剧电影《危险的见面礼2》在韩国上映，在片中饰演盗贼家族的独生子韩哲秀，洪宗玄还为该片演唱了OST《一生只有你》，这也是他首次演唱电影OST；6月，主演中国青春励志网络剧《象牙塔》，饰演美籍韩裔、家庭条件优渥的李景云一角；30日，特别出演了情景喜剧《宥美的房间》，饰演房宥美前男友；12月10日，主演的恐怖爱情电影《爱丽丝：从仙境来的少年》上映，他在片中饰演了世界上最纯洁的少年焕，并凭借该片获得第21届春史电影节特别人气奖；同年，出席了第10届亚洲模特大赏并获得最佳男演员奖。
2016年8月29日，与李准基等合作主演的浪漫奇幻古装剧《步步惊心：丽》在韩国SBS电视台首播，该剧根据中国小说《步步惊心》改编，洪宗玄在剧中饰演了三王子，王后刘氏一手打造的王储王尧，同年他也凭借该剧获得了SBS演技大赏幻想类电视剧男子优秀演技赏的提名。
2017年7月17日，与任时完、林允儿共同主演的浪漫爱情史剧《王在相爱》在韩国MBC电视台的月火档播出，他在剧中饰演了出身高丽纯血统王族、王位有力继承人的王璘。
2018年3月，与C-Jes娱乐签订专属合约。
2019年4月，与李清娥合作主演电影《再次，春天》。
