2011年10月21日,成毅参演的古装悬疑魔幻剧《唐宫美人天下》首播,在剧中饰演宫廷侍卫冯小宝,首次触电演艺圈。2012年10月30日,与辛芷蕾搭档主演的惊悚爱情片《诡爱》上映,在片中饰演亦正亦邪的男主角苏阳,这是他的首部大银幕作品,此外,他还演唱了该片主题曲《蔷薇誓恋》；同年,在古装剧《王的女人》中出演了随从柴头一角。2013年5月,与辛芷蕾二度合作主演的微电影《爱·漂移》上线；6月17日,与温心搭档主演的青春纯爱片《原谅我,来不及爱你》上映,在片中饰演热爱音乐的阳光大男孩虫子,并为该片演唱了主题曲《明了》；同年,出演红色革命情感剧《爱在风起云涌时》。2014年6月15日,与刘烨,辛芷蕾联袂出演的湖南卫视情景栏目喜剧《懂小姐》播出,其饰演的懂小烨男友是一个在“男神”和“屌丝”中灵活切换的可爱青年,而这也是他首次出演喜剧角色；9月12日,其主演的荷尔蒙青春偶像悬疑推理片《女生宿舍》上映,在片中饰演帅气炫酷的医学院校草高慕南；12月,在与李依伊共同主演的网络科幻微电影《月梦奇缘》中饰演地球男子于展。成毅《一年级》2015年12月4日,成毅特别出演的科幻喜剧片《不可思异》上映,他在片中饰演逗比闷骚的电脑达人田野。2016年7月,与李易峰,赵丽颖领衔主演了根据小说《诛仙》改编的古装仙侠剧《青云志》,在剧中饰演作风正派,飘逸冷峻的青云门弟子林惊羽,个人也因此受到广泛关注；10月14日,受邀出席第十一届中国金鹰电视艺术节开幕式,表演剑舞并独唱了《青云志》主题曲《浮诛》；10月22日,湖南卫视联手上海戏剧学院出品的原创校园纪实节目《一年级·毕业季》播出,成毅在节目中担任科班生队长,获得广大观众认可。2017年4月7日,发行个人首支单曲《再见以前》；5月19日,与崔雅涵,文松等合作主演的萌宠公路营救动作喜剧片《营救汪星人》开机,其饰演的男主角成斌是一位有武术基础的退役警犬训练员,为贴合角色成毅进行了三个月的体能训练；6月13日,推出个人第二支单曲《如果我深爱着你》。2018年4月,与侯明昊,张博宇共同主演了改编自南派三叔小说《盗墓笔记》的冒险悬疑动作剧《怒海潜沙&秦岭神树》,成毅首次挑战一人分饰两角,出演淡然冷漠的“小哥”张起灵和热血男儿张不逊,并参与演唱该剧片尾曲《生如狂澜》；9月,与赵樱子搭档主演了古装女性宫廷情感剧《长安诺》,在剧中饰演赤诚直率,爱恨分明,敢于勇闯虎穴的萧承煦。成毅《琉璃》2019年11月17日,成毅领衔主演的热血青春谍战剧《深潜》在横店开机,其饰演的海外留学生云弘深因变故性格由洒脱不羁转变为沉默谨慎。2020年8月6日,与袁冰妍搭档主演的古装仙侠剧《琉璃》播出,他在剧中饰演冷静自持,温柔痴心的离泽宫弟子禹司凤,此外,他还演唱了该剧插曲《守》；12月4日,以飞行嘉宾身份参与录制的户外竞技真人秀《奔跑吧·黄河篇》播出；12月31日,参加《浙江卫视2021跨年晚会》。成毅2021年5月3日,参与的特别节目《我将青春献给你》——《理想照耀中国》《百炼成钢》在湖南卫视播出；5月4日,出演的建党百年献礼剧《理想照耀中国》之《我们的阵地》播出,在剧中饰演志愿军战士关崇贵；与此同时,参与录制的中央电视广播总台五四青年节晚会在中央电视台综合频道播出,在节目中与张晓涵,戚琦演唱歌曲《后生可畏》；8月8日,与张予曦,韩栋,宣璐等合作主演的古装青春情感悬疑宫廷剧《与君歌》开播,在剧中饰演“少年天子”齐焱；12月31日,参加《启航2022——中央广播电视总台跨年晚会》,并与周笔畅合唱歌曲《春天谣》。成毅《底线》研讨会2022年3月19日,参加的职场奋斗纪实真人秀《初入职场的我们第二季》播出；4月6日,特别主演的古装剧《山河月明》播出,其饰演的是雄姿勃发,英勇奋战,胆识过人的少年朱棣；7月20日,与杨紫搭档主演的仙侠剧《沉香如屑》播出,在剧中分饰保护苍生的六界帝君应渊,正直果敢的少年游侠唐周,并为该剧献唱人物曲《忘川》；8月18日,主演的仙侠剧《沉香重华》播出；9月19日,领衔主演的法治题材电视剧《底线》开播,在剧中饰演法官周亦安。2023年1月16日,参加百度沸点元宇宙之夜；7月23日,领衔主演的电视剧《莲花楼》定档爱奇艺,其在剧中饰演四顾门门主李相夷,后以莲花楼楼主李莲花示人；8月26日,参加的综艺节目《你好星期六》播出；9月12日,主演改编自七微同名小说的都市剧《南风知我意》播出,在剧中饰演药物研发员傅云深；9月15日,丈北京文化论坛文艺晚会上,作为“守护者”与吴刚,成泰燊共同出演情景串联《守护》。10月8日,官宣成毅将出演电视剧《狐妖小红娘王权篇》王权富贵。
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2017年,成毅成为PETA领养代替购买的爱心大使,携手亚洲善待动物组织拍摄了一款公益广告,呼吁给流浪动物一个被爱的机会；同年,参与国际爱护动物基金携手上海国际绿色电影周发起的#你的世界有我#活动,成为保护金雕的年轻带头人并拍摄公益海报,为濒危野生动物发声；此外,他还携手大自然保护协会和联合国开发计划署,拍摄了一款公益广告,为拯救鲸鲨发声,呼吁大家拒绝捕捞,关爱海洋濒危物种。2020年11月4日,成毅作为公益代表人参与新华网消费扶贫云直播带货“河北邢台新河专场”公益活动,推介新河县农特产品,带动自己的粉丝和更多年轻人关注新河县,关注脱贫攻坚行动。2021年7月,成毅为河南暴雨捐款50万元。温暖碎片灯下