2009年,参加“雪碧·飞扬新声名师高徒”山东赛区比赛,最终进入青岛赛区3强,并闯入决赛。2010年1月,参加《先声夺金,唱响亚运》歌手挑战赛全国总决赛,止步五强,并获得“优秀亚运歌手”称号。之后参加广东电视台珠江频道《虎年群星耀珠江》春节联欢晚会演出;5月,通过湖南卫视节目《快乐男声》的海选,获得迅雷网络直通区5强,从而进入全国300强;6月,在突围赛中被淘汰,之后入围“快乐天团”候选名单。2011年2月,参加山东卫视网络春晚,与王亚飞、王浩亦合唱歌曲《This is Love》。同年参加《中韩造星计划选拔赛》,之后加入中韩组合并担任队长、领舞和Rapper数职,后因不名原因退出。2014年,从韩国学习回来的任嘉伦被选为古装断案剧《通天狄仁杰》的男主角,在剧中饰演外表潇洒不羁,内里率真侠义的一代神判狄仁杰,这是任嘉伦的第一部电视剧作品。2016年1月,出演根据小说《诛仙》改编仙侠玄幻剧《青云志》,在剧中饰演狐仙六尾,为了救母亲九尾,偷取焚香谷的玄火鉴,被九寒凝冰刺所伤,最终与三尾殉情而死;7月,与景甜共同主演古代传奇剧《大唐荣耀》,在剧中饰演霸气多情的广平王李俶,“鲜衣怒马少年郎”的形象令观众留下了深刻的印象,并且为该剧演唱插曲《荣耀》;10月24日,出演的犯罪悬疑网络剧《美人为馅》登陆爱奇艺首播,在剧中饰演真人CS成员之一张慕涵。2017年1月,搭档杨紫主演青春神话剧《天乩之白蛇传说》,在剧中饰演药师谷谷主许宣;5月8日,参演的《龙珠传奇之无间道》在北京卫视和安徽卫视联合播出;6月,主演献礼香港回归20周年的热血谍战剧《秋蝉》,参加浙江卫视户外竞技真人秀节目《奔跑吧》;9月,搭档谭松韵主演古代传奇剧《锦衣之下》;10月29日获第四届“文荣奖”最佳男主角。2018年4月,荣获中国文娱大数据发布盛典年度最具商业价值潜力男艺人奖;7月,搭档张钧甯主演新时代缉毒大戏《不说再见》,饰演集勇气和智慧为一体的卧底精英刘远文;12月,发布个人首支单曲《Dreamers Never Sleep》及舞蹈练习室版视频;同月,荣获芭莎珠宝十周年晚宴最具人气珠宝明星。2019年2月,参加北京卫视元宵晚会,搭档蒋梦婕演唱《花好月圆夜》;10月14日,主演的电视剧《蓝焰突击》杀青。