Za kreację Alexandra „Neda” Weeksa, pisarza chcącego zwiększyć świadomość na temat HIV, a także zmienić sposób postrzegania osób zarażonych wirusem, którego aktywistyczne działania wzbudzają kontrowersje, w dramacie Ryana Murphy’ego Odruch serca (The Normal Heart, 2014) z Mattem Bomerem otrzymał Nagrodę Gildii Aktorów Ekranowych i Online Film & Television Association Awards, a także był nominowany do Złotego Globu dla najlepszego aktora w miniserialu lub filmie telewizyjnym, Critics’ Choice Television Awards i Emmy jako wybitny aktor pierwszoplanowy – miniserial lub film telewizyjny.
Zyskał szersze uznanie jako Bruce Banner / Hulk w produkcjach Filmowego Uniwersum Marvela: Avengers (2012), Avengers: Czas Ultrona (2015), Thor: Ragnarok (2017), Avengers: Wojna bez granic (2018) i Avengers: Koniec gry (2019).
W październiku 2015 wziął udział w kampanii edukacyjno-informacyjnej na rzecz profilaktyki raka piersi u mężczyzn. W 2017 powrócił na scenę Broadwayu w roli Victora Franza w sztuce Arthura Millera Cena.
Był na okładkach magazynów takich jak „Men’s Journal”, „The Hollywood Reporter”, „Vanity Fair”, „Details”, „Esquire”, „GQ”, „Time” i „The Perfect”.