2005年，大三时吕聿来出演电影处女作《孔雀》，在片中饰演个外表忧郁、内心丰富的柔弱的小弟，并提名华语传媒电影大奖最佳男配角，并随主创一同参加第55届柏林国际电影节 。
2006年9月6日，与李保田、杨亚宁联袂主演的剧情电影《马背上的法庭》上映，吕聿来也凭借此片提名第7届华语电影传媒大奖最佳男配角 。
2007年，出演电影频道出品的数字电影《掌声响亮》，并担任该片的编剧;同年，领衔主演蔡尚君导演的剧情电影《红色康拜因》，在片中第一次尝试演绎与自身性格和生活经历不同的角色。
2008年，主演喜剧喜剧电影《时尚先生》饰电脑高手符迦宁 ;5月21日，领衔主演根据阿美的小说《李爱和海丽的故事》改编的电影《牛郎织女》上映，影片入围第61届戛纳电影节"导演双周"单元 ;10月28日，领衔主演的中国、法国、荷兰共同拍摄电影《海上梦境》上映。
2009年7月23日，主演的讲述男同性恋题材电影《无声风铃》上映，吕聿来凭此获第四届华语论坛新锐男演员奖，并在马德里电影节中获得"最佳男演员奖" ;同年，主演悬疑喜剧《非常秀》。
2010年，凭借主演的文艺电影《无蝉的夏天》获得第17届北京大学生电影节最佳电视电影男演员奖 ;11月11日，主演的文艺电影《东风破》上映，并参加了金马国际电影展 。
2011年，与黄璐主演剧情电影《这里，那里》，在片中饰演饭馆服务员国光;同年，领衔主演取材渑池真人真事的爱情电影《留驻桃花塬》 。
2012年11月29日，出演陆川执导的历史题材电影《王的盛宴》上映 。2013年4月，受邀出席第十届法国电影展映开幕酒会 ;9月1日，主演的电影《水印街》在威尼斯电影节"国际影评人周"单元首映 ;11月8日，主演张元执导的爱情电影《有种》上映，影片入围多伦多电影节"先锋电影"展映单元 ;同年，与张馨予领衔主演反商业犯罪电影《银战》 ;同年，吕聿来导演处女作、研究生毕业作品《东东》被选入第18届釜山国际电影节World Premiere 单元和Wide Angle短片竞赛单元 。
2014年，参演卢庚戌执导的青春电影《怒放之青春再见》 ;6月24日，领衔主演的爱情轻喜剧电影《简装男神》在浙江宁波开拍，吕聿来在片中饰演老实巴交的都市小白领唐小尼 ;12月31日，出演的悬疑电影《谁是卧底之王牌》上映;同年，在纪念南京大屠杀的电视剧《四十九日·祭》中饰演身处抗日局势的动荡年代教堂内的落魄厨师 。
2015年1月23日，参演的青春惊悚电影《怪谈》上映，在片中饰演唐伟 ;与贡米联合主演西部支教励志电影《大漠青春》，在片中饰保定学院毕业生田英普 ;8月，与张馨予、徐海乔共同主演超级玄幻剧《昆仑阙之前世今生》 ;9月18日，主演的抗日为题材电影《穿越硝烟的歌声》在邵东首映，在片中饰演湖南邵阳籍大音乐家贺绿汀 。
2016年，出演悬疑惊悚爱情电影《妖医》上映，在片中饰演心理医生沙青 。
2017年，主演惊悚悬疑电影《惊悚小说》 ;2月，吕聿来首次执导、爱奇艺出品的长片电影《桃源》，该片由耿乐、齐溪主演 ，于2019年9月获得西班牙荔枝电影节"最佳导演奖"奖项 ;7月，主演的电影《淡蓝琥珀》在重庆杀青 。
2018年，与刘畅、陈小纭、陈昊宇、赵阳等人主演悬疑科幻网络剧《失踪人口》 ，同年12月17日，与王真儿主演的悬疑文艺电影《淡蓝琥珀》上线 。
2020年，执导的电影《扫黑·两面人》正式开机 。8月19日，主演的电视剧《摩天大楼》在腾讯视频播出，剧中饰演谢保罗 。10月，参演的电影《平原上的摩西》发布先导预告片，将于2021年上映。
主要作品参演电影
亲爱的新年好
2019
吕聿来
淡蓝琥珀
2018-12-17
阿峰
周劼
王真儿、耿乐、张瑶
惊悚小说
2017-04-07
崔凯
白丽丽
康凯、赵聪
妖医
2016-05-27
沙青
吴宗强
宝儿、谭耀文、孟瑶
墓穴迷城
2015-09-18
顾烨
宁敬武
谢君豪、张睿家、黎一墨
穿越硝烟的歌声
2015-09-18
贺绿汀
高峰
大漠青春
2015-06
田英普
智磊
贡米
怪谈
2015-01-23
唐伟
叶伟民、田蒙、咸旭初
李治廷、文咏珊、杨菲洋
简装男神
2015
唐小尼
付宇
黄璐、冯丹滢、蔡俊涛
谁是卧底之王牌
2014-12-31
小核桃
范建会
林志玲、梁家辉、钟欣潼
怒放之青春再见
2014-01-10
青年马路
卢庚戌
张晓晨、王啸坤、杜海涛
对方正在输入中
2014
田蒙、叶伟民、咸旭初
杨洋、李治廷、施艳飞
有种
2013-11-08
王铭
张元
李昕芸、韩雯雯、时诗
水印街
2013-09-01
文晏
何文超
银战
2013
齐科长
磐石
张馨予、李光复、唐国强
王的盛宴
2012-11-29
子婴
陆川
刘烨、吴彦祖、张震
留驻桃花塬
2011-06-22
易家林
牛乐
丁莉、王景春、杜旭东
这里，那里
2011
国光
卢晟
黄璐、姚安濂、王德顺
锹里奏鸣曲
2011
潘秋子
韩万峰
吴华成
东风破
2010-11-11
青年林山
麦婉欣、郑思杰
官恩娜、周俊伟、泰迪罗宾
无蝉的夏天
2010-03-19
谈阳
苗月
田璐涵
仲春
2009-11-01
仲春
磐石
沈丹萍、田原
无声风铃
2009-07-23
ricky
洪荣杰
Bernhard Bulling、Hannes Lindenblatt、Gilles Tschudi
非常秀
2009-01-01
郑寻觅
孙健敏
张凡、陈美行、许鸣
无论如何
2009
杜磊
Oscar Petersson
周莉、黎志强、卢森堡
海上梦境
2008-10-29
许宇
David Verbeek
田原、程皓枫.、肖涵
牛郎织女
2008-05-21
陈进
尹丽川
颜丙燕、张一
时尚先生
2008-05-16
符迦宁
乔粱
方中信、孔维、王雨
掌声响亮
2008-04-27
祖峰、刘涓
盖克、杨雨婷、刘栋
红色康拜因
2007-12-08
勇涛
蔡尚君
黄璐、姚安濂、石俊辉
马背上的法庭
2006-09-06
阿洛
刘杰
李保田、杨亚宁、李延良
七月
2006-04-18
小东
牛乐
王珞丹、高峰
孔雀
2005-02-18
弟弟
顾长卫
张静初、黄梅莹、冯砾
人物评价吕聿来有着深厚的文化功底，表演天赋以及独特的气质，这使他这个中戏戏文系的大学生脱颖而出，在校期间就出演了顾长卫导演的电影《孔雀》，因在片中饰演张静初的"弟弟"一举成名，这部作品也让媒体赞誉他是一个骨子里就有戏的演员 。吕聿来拍摄的大银幕作品已经近20部，演技一直都备受褒扬，年纪轻轻便已是众多国内外知名导演的御用演员，也是驰骋海外各大电影节的常客，而在好演技之余，个性低调的他，不张扬的个性及好口碑让一路追随他的人甘心情愿 。吕聿来外型清秀俊逸，在他精致的五官下，透着一股坚毅与硬朗的气质，再加上他纯净而略带忧郁的眼神，形成一股独特魅力的文艺气息，极具杀伤力，给人带来一种久违的清新 (搜狐娱乐评)。
吕聿来主演的大部分都是文艺片，也因此被业内人士称为"文艺片宠儿"，被观众誉为"80后电影人的先锋代表"，在坊间被奉为"文艺男神"(腾讯网评) 。
