2003年，金东旭出演由BaekWoon-Hak执导的惊悚电影《地铁危机》；同年，出演由郑国顺执导的韩国与中国电影集团合作拍摄的动作片《我的老婆是大佬2》。2004年，出演电影《芭蕾舞蹈教室》，饰演金纪泰一角。2005年，出演闵奎东执导的情感故事电影《我一生最美丽的一周》。
2006年，金东旭出演由李宋熙日执导，李英勋、金南佶主演的同性恋电影《绝不后悔》，饰演宋明一角；同年，出演由安炳基执导，高小英、姜成珍主演的恐怖片《公寓》，饰演申都一角。
2007年，金东旭出演电影《神灯仙女》 ；同年，出演由金泰希执导，赵允熙、金清主演的的现代剧情片电影《同居，同乐》，在剧中饰演秉石 ；同年，出演李允贞执导，尹恩惠、孔刘主演MBC喜剧《咖啡王子1号店》，在剧中饰演陈夏琳 ；同年，出演由金成旭执导，徐道营、朴彩京主演的电视剧《无法阻挡的婚姻》，剧中饰演王叁百。2008年，金东旭出演由丁正化执导，朴真熙、赵汉善主演的爱情喜剧片《甜蜜的谎言》，剧中饰演智勋 。
2009年，金东旭出演由韩国、日本联合制片武正晴执导，金桢勋、斋藤工主演的剧情片《首尔咖啡馆》 ，在片中饰演相仁；同年，出演由金容华执导，河正宇、金基石主演的体育片《国家代表》，在片中饰演洪哲 ，并且凭借该剧获得“Director'sCUT”最佳新人奖 ；同年，出演由许秦豪、闵奎东等联合执导，黄政民、金康宇等16位演员出演的以“性爱”为主题的多段式电影《五感图》，剧中饰演知云 ；同年，出演由黄义京、金元锡执导李栋旭、金贤珠、李荷妮主演的爱情伦理电视剧《伙伴》，剧中饰演尹俊 。
2011年3月，金东旭主演由张镇执导的同性题材电影《浪漫天堂》，剧中饰演智旭一角 ；7月，与朴敏英、金艺纶合作主演边胜旭执导的恐怖片《猫：看到死亡的两只眼睛》，剧中饰演俊石 ；9月，出演由许宗昊执导，郑在泳、全度妍主演的动作片《倒计时》，剧中饰演许宗昊。
2012年6月，金东旭与赵茹珍、金民俊合作主演金大承执导的情色电影《后宫：帝王之妾》，剧中饰演圣源大君 ；2012年8月30日，金东旭宣布入伍 。
2018年5月，金东旭与河正宇、车太贤合作主演奇幻片《与神同行：罪与罚》，饰演冤死的兵长金秀鸿 ，凭借该片获得韩国第23届春史电影节艺术电影部门特别奖最佳男配角奖 ；6月，客串出演犯罪喜剧片《侦探2》，饰演警署新任组长 ；8月，继续主演奇幻片《与神同行2：因与缘》 ；9月12日，与金材昱、郑恩彩合作主演OCN犯罪悬疑剧《客：TheGuest》，饰演一直追查恶灵行踪的灵媒尹和平 。
2019年2月，金东旭与高圣熙共同主演爱情喜剧片《怎么就，结婚了》，饰演为了获得自由而计划结婚的航空公司老板成硕[26-27] ；4月，主演MBC月火剧《特别劳动监督官赵掌风》 ，凭借该剧获得MBC演技大赏月火剧部门男子最优秀演技赏和大赏 。
2020年3月，金东旭与文佳煐共同主演MBC爱情剧《那个男人的记忆法》，饰演HBN新闻局主播李政勋 。9月，与孔刘、尹恩惠、李善均、蔡贞安、金财昱等主演MBC青春纪录片《咖啡王子1号店》。
2021年，与徐玄振、尹博、南奎里等人合作主演tvN电视剧《你是我的春天》。
2016年5月6日，韩国媒体称，金东旭和演员金高银正在恋爱中，并拍到两人在菲律宾约会的照片。随后，金高银方面做出回应表示，“金高银没有与金东旭恋爱，菲律宾旅行不是两人单独去的。”
