Taylor-Johnson begyndte at handle i en alder af seks. På scenen optrådte han i en London-produktion af Shakespeares Macbeth, spiller søn af Macduff sammen med Rufus Syell, der spillede Macbeth, i 1999. Han optrådte i Arthur Miller ‘ s All My Sons i 2000. Hans tv-roller har inkluderet Niker i BBC-tilpasningen fra 2004 af romanen Feather Boy, Aaron i Danny Brocklehurst ‘ s ITV1 serial Talk To Me, og oven Stephens i næsten berømt. I 2003 optrådte Taylor-Johnson som en ung Charlie Chaplin i Shanghai Knights, med Chaplin afbildet som medlem af en London-bande af gadebøller. I 2006 optrådte han i illusionisten og optrådte i de tidlige flashback-scener som Eduard Nortons karakter, Eduard Abramovichs, som teenager. Scenerne viser den unge Eduard, da han først lærer magi, og for at gøre dette måtte Johnson lære at udføre boldtricket, der vises af hans karakter. Han lærte at udføre balanceringen af ægget på pinden, selvom det blev udført mekanisk. Også i 2006 stjernede han i filmen The Thief Lord, som Prosper.

Taylor-Johnson på 2013 San Diego Comic-Con fremme Godsilla

Taylor-Johnson optrådte som John Lennon i 2009 biografisk film ingen steder dreng, instrueret af Sam Taylor-træ. Hans optræden så ham modtage Empire-prisen for bedste nybegynder, og han blev også nomineret til årets unge britiske kunstner af London Film Critics’ Circle. I 2010 optrådte Taylor-Johnson som David “Dave”, hovedpersonen i Kick-Ass, baseret på superhelt tegneserie med samme navn af skotsk forfatter Mark Millar. Hans præstation i Kick-Ass så ham nomineret til BAFTA Rising Star-prisen. Han har også optrådt som den centrale karakter, Vilhelm, I Hideo Nakatas Chatroom. I December 2010 sluttede Taylor-Johnson sig til rollebesætningen af Albert Nobbs som erstatning for Orlando Bloom, der faldt ud af produktionen på grund af sin kones graviditet. Taylor-Johnson medvirkede i R. E. M.’s 2011 musikvideo “Larterberlin”, som også blev instrueret af hans daværende forlovede Kriste.i 2012 spillede Taylor-Johnson Grev Vronsky i Anna Karenina. Senere samme år medvirkede han som Ben i Oliver Stone ‘ s Savages. Hitfiks filmkritiker trak Mcmenny var positiv over for båndet mellem Johnson og co-star Taylor Kitsch, som “ikke kun virker troværdig, men levede i og autentisk gennem hele filmen”, og bemærkede udviklingen i Johnson ‘ s modenhed siden Kick-Ass. Taylor-Johnson medvirkede i godsilla genstart, udgivet i maj 2014. Taylor-Johnson Spillede kviksølv i Avengers: Age of Ultron (2015), efterfølgeren til 2012 ‘ erne Avengers. Taylor-Johnson optrådte først som karakteren i en scene efter filmen Captain America: Vintersoldaten. Rollen genforenede ham med Elisabeth Olsen, der spillede sin kone i Godsilla.

i 2016 spillede han Ray, en truende tekstan i Tom Fords thriller Nocturnal Animals. Til rollen vandt han Golden Globe – prisen for Bedste Mandlige Birolle-Film. Taylor-Johnson blev også den første Golden Globe-pris for Vinder af Bedste Mandlige Birolle siden Richard Benjamin, der ikke modtog en Oscar-nominering. Til rollen modtog han også en nominering til BAFTA-prisen for Bedste Skuespiller i en birolle. I 2017 spillede han en amerikansk soldat (sammen med John Cena) i Doug Liman ‘ s thriller væggen, og i 2018 optrådte han i fredløs Konge, et britisk-amerikansk historisk actiondrama om Robert Bruce og krigene om skotsk uafhængighed. I maj 2019 blev Taylor-Johnson kastet ind Christopher Nolan ‘ s Tenet.Taylor-Johnson spiller hovedrollen i den vestlige produktion af stykket Pudemanden af Martin McDonagh på Duke Of Yorks Teater, som planlægges at finde sted i 2021. Han er også klar til at slutte sig til ensemblebesætningen af Bullet Train, en film baseret på romanen Mariab Pristtoru af K Pritar Pritar Isaka. I Marts 2021 underskrev Taylor-Johnson som co-star og producent på den biografiske dramafilm Rothko, instrueret af sin kone, Sam Taylor-Johnson.