2007年周元以音樂劇《Altar Boyz》正式出道，2010年簽約SIM. Entertainment（SIM）成為旗下藝人，同公司藝人有姜至奐、劉海鎮、金允石、林智妍。 ?簽約僅僅1個月的時間，就接下了KBS電視劇《面包王金卓求》飾演反派人物具馬俊。此劇在韓國創下最高50.8%的收視率，成為近3年來首次突破50%收視率的電視劇。 ?

　　2011年8月，出演KBS2的周末劇《鵲橋兄弟們》，這是一部搞笑有趣的家庭劇，在大結局時創下了自身最高收視率36.3%。周元以黃泰熙一角，獲得2011年KBS演技大賞新人獎和百想藝術大賞電視部門新人男演員獎。 ?

　　11月，與嚴泰雄主演的電影《特殊搜查本部》上映，該片講述重案組的熱血警員成凡（嚴泰雄）接手調查殘忍殺害同僚的案件，他與警察廳組成了特殊搜查本部，并且與FBI出身的犯罪分析科浩龍（周元）聯手，與總是先一步離開犯罪現場的嫌疑人展開殊死對決。電影在25日至27日上映期間總計吸引了34萬6875名觀眾，奪得了韓國11月最后一個周末票房榜冠軍。 ?

　　2012年5月，出演KBS水木劇《新娘面具》，飾演男主角李江土，上演嫻熟的演技和緊張激烈的打斗戲，并通過凌厲的眼神和堅毅的表情，吸引了觀眾。該劇改編自韓國畫家徐英萬在1974年發表的同名漫畫書的作品，講述了選擇當無名英雄的李江土（周元飾）、可以讓他為之出生入死的女人牡丹（陳世妍飾）、在愛情與友情間不斷糾結的木村俊二（樸基雄飾），以及堅若泰山的哥哥江山（申賢俊飾）之間上演的愛恨情仇。《新娘面具》大結局收視率高達22.9%，周元也以此劇獲得2012年KBS演技大賞人氣獎和長篇優秀男演員獎。 ?

　　同年周元擔當韓國娛樂節目《兩天一夜第二季》的MC，獲得2012年KBS演藝大賞娛樂男子部門新人獎。 ?

　　2013年周元搭檔崔江熙出演MBC水木劇《七級公務員》，飾演了可愛驕傲癡情的韓吉路。周元在《七級公務員》結束后，馬上進入電影《Catch Me》的拍攝，《Catch Me》是周元2011年以《特搜本部》在大銀幕電影出道之后首次擔當主演的電影作品。

　　8月，周元與文彩元一同出演KBS月火劇《good doctor》，在劇中扮演擁有學者綜合癥的自閉青年樸施溫。該劇以最高21.5%的收視率收官，憑此劇周元獲得了第26屆韓國PD大獎演員獎，KBS演技大賞三大電視臺PD選擇演技者獎、男子最優秀演技獎、網絡人氣獎、情侶獎等四項獎項。 ?

　　2013年周元選擇音樂劇《GHOST》回歸時隔4年的音樂劇舞臺。該音樂劇改編自1990年由帕特里克?斯威茲、黛米?摩爾兩人聯袂主演的人氣影片《GHOST》。周元飾演山姆?維特，公演從2013年11月24日持續到2014年6月29日。 ?

　　2014年10月，KBS電視劇《明日如歌》開播，周元在劇中飾演外貌、才能兼備，卻患有高空恐懼癥的完美音樂才子車宥鎮。該劇講述了車宥鎮與沈恩京飾演的天才鋼琴少女薛明日通過音樂相識相愛，最終互相治愈、一起成長的故事。 ?

　　11月6日，與崔雪莉、安宰賢主演的韓國電影《時尚王》上映。《時尚王》改編自同名人氣漫畫 ，講述了一名平凡的好學生虞啟明（周元飾）為了追求喜歡的女生郭恩珍（崔雪莉飾）而決心成為時尚王的故事。 ?

　　2015年7月30日，SBS新水木劇《龍八夷》方公開了主演周元的劇照，周元將飾演一位實力超群的外科醫生金泰賢，8月5日播出 ?。該劇主要講述了不問場所和患者，只要給錢就會出診的頂尖外科醫生和在醫院陷入昏迷的女繼承者之間發生的獨特浪漫故事 。該劇被稱為2015年“收視最逆天”的強力之作；周元憑借該劇獲得2015年“SBS演技大賞”的大賞。 ?

　　10月28日，周元攜手劉海鎮、李宥英主演的電影《就是那個家伙》上映，該片不僅占據了當天預售率榜單首位，而且以456185觀影人次獲得當周票房冠軍。《就是那個家伙》講述在1999年釜山的一個小村莊里，女學生被害身亡，她的哥哥為了追查真兇孤軍奮戰，最后不得不借助巫術的力量，是一部懸疑片。周元飾演平凡的漁村青年張宇，在片中變身粗糙漢子，他為此增重8公斤、剪短頭發，同時還挑戰慶尚道方言演技。 ?

　　11月，周元搭檔鄧家佳拍攝首部中國電視劇《愛情也包郵》，飾演快樂風趣的陽光快遞員晨曦。 ?

　　2016年，周元出演的首部中國電影《夏有喬木雅望天堂》定檔4月29日上映。該影片由韓國導演趙真奎執導，周元在片中飾演霸道總裁曲蔚然。 ?