Kariera Mając dwanaście lat zadebiutował jako Mark Triedman w jednym z odcinków serialu Powrót do Providence (Providence, 2002). Za swój występ jako Gabe Freedman w serialu sensacyjnym CBS Bez śladu (Without a Trace, 2002) zdobył nominację do Young Artist Award. Jako 13-latek dostał rolę Peteya Pitta, syna Liz i Boba (w tej roli Dylan Baker), młodszego brata Faith (Lizzy Caplan) w sitcomie Fox The Pitts (2003). Potem wystąpił w roli Larry’ego w sitcomie Świat Raven (2004–2007), emitowanym przez Disney Channel. Zyskał popularność wśród telewidzów jako Luke Mosby, syn Teda (Josh Radnor) w sitcomie CBS Jak poznałem waszą matkę (How I Met Your Mother, 2005–2014).
W serialu komediowym fantasy emitowanym na Disney Channel Czarodzieje z Waverly Place (2007–2012) zagrał postać Justina Russo, adepta sztuki magicznej. Prócz tego Henrie napisał również scenariusz do dwóch odcinków tego serialu, w trzecim sezonie – „Alex's Logo” (2010; odcinek 17) i czwartym sezonie – „Meet the Werewolves” (2011;