2000年，以专业模特身份出道，开始了几年的模特生涯 。2003年，从模特转型演员，在青春爱情剧《野蛮少女》中饰演医学院学生闵智勋；同年，在爱情喜剧《1%的可能性》中饰演冷酷但耿直的财阀三世李载仁 。
2005年，与河智苑、安圣基联袂主演武侠爱情电影《刑事》，饰演神龙见首不见尾的神秘刺客“哀伤之眼“，凭借该片获得第26届韩国青龙电影奖人气明星奖 。
2006年，搭档李奈映主演的爱情电影《我们的幸福时光》突破300万观影人次，在片中饰演对人生失去希望的罪犯允洙，凭借该片入围第43届韩国百想艺术大赏电影部门最佳男主角奖 。
2007年2月，在犯罪电影《那家伙的声音》中饰演了一名只闻其声、未见其人的诱拐犯 。10月，主演惊悚悬疑电影《爱未知》，饰演徘徊在过去和现实中畅销小说家韩民宇 。2009年，与金伦奭、林秀晶合作主演奇幻动作电影《田禹治》，饰演穿越时空的古代道士田禹治，该片取得610万观影人次的票房成绩[20-21] 。
2014年7月，与河正宇合作主演古装动作电影《群盗：民乱的时代》，饰演才华出众、却因庶子身份而无法得到认可的贵族公子赵润，该片达到477万观影人次，他亦凭借该片获得第51届韩国电影大钟奖最佳男主角奖提名 。9月，搭档宋慧乔主演情感电影《扑通扑通我的人生》，饰演因生下早衰症的儿子而命运改变的大秀 。
2015年，与金伦奭合作主演悬疑电影《黑司祭们》，在片中饰演聪明过人、心中埋藏着伤痛的崔副祭，该片突破500万观影人次[29-30] 。
2016年2月，搭档黄政民主演犯罪喜剧电影《检察官外传》，饰演有着九犯前科的花美男欺诈犯治元，该片突破900万观影人次[31-33] 。11月，主演奇幻爱情电影《模糊时间》，饰演由于时间静止而突然变成了大人的成珉 。12月，与李秉宪、金宇彬联袂主演犯罪电影《Master》，饰演智慧干练、遇强则强的智能犯罪搜索台组长金宰明，该片突破700万观影人次[9-10] 。
2017年，搭档韩孝周主演悬疑电影《金色梦乡》，饰演被误认成杀人凶手的出租车司机金建宇 。同年，特别出演历史题材影片电影《1987》，在片中饰演参与街头示威游行的大学生李韩烈 。
2019年10月，参演电影《釜山行2：半岛》 。
2020年8月，韩国艺人姜栋元等将携手出演日本电影导演是枝裕和的《Broker》。
2010年11月18日，姜栋元在韩国忠清南道的论山训练所入伍，并接受了为期四周的基础军事训练，他在训练时态度积极认真，表现优秀，因此在新兵们中颇具威望，以高票当选训练兵小队长；12月17日，他赴首尔保健环境研究院报到，以公益勤务要员的身份在该单位履行两年的兵役[39-40] 。2012年11月12日，姜栋元服役期满，正式退伍。
姜栋元有一种从少女漫画中走进现实世界的感觉（导演奉俊昊评），他长得很好看，但更大的魅力却来自于性格、幽默感以及他对世界的认知（演员宋康昊评） 。
