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2006年「シムソンズ」で映画デビュー。映画「女子―ズ」（2014/福田雄一監督）、「デスノート　Light up NEW world」（2016/佐藤信介監督）などに出演。2018年には「人間、空間、時間、そして人間」（キム・キドク監督）が第６８回ベルリン国際映画祭パノラマ部門招待作品に選ばれ、ゆうばり国際ファンタスティック映画祭2019招待作品部門オープニングにて上映される。ドラマでは「節約ロック」（2018/NTV）、配信ドラマ「潤一」など数多くの作品に出演し、CM、PVなど多方面で活躍。2012年より語学力を生かし、韓国でも活動を開始。ソウルドラマアワード2016では「アジアンスター賞」を受賞。韓国ドラマ「ドクター探偵」（2019/SBS）に出演。

1993年、6歳のときに偶然自宅に来た映画俳優が彼の両親に「お子さんを俳優にしたらどうですか?」と勧めたことをきっかけに、子供服カタログのモデルとして芸能界入りする。 父親が事業に失敗したため、子役モデル時代、生活のために下着広告のモデルをしたこともある。 1997年、HBSのシットコム『幸福も売ります』でテレビ番組デビューを果たし、以後、テレビ番組を中心に子役として活動する。 2001年、歌手BoAと共演したSKテレコム「ティング」のテレビCMで注目を浴びる。2004年、シットコム『ノンストップ4』に出演。同年、初めてのラジオ番組『チャン・グンソクのヤングストリート』(SBS Power FM) で韓国における最年少DJとなる。2005年、韓国で話題の映画を紹介するSBSの番組『TVボックスオフィス』内の「チャン・グンソクの新作コーナー」でテレビ番組の司会に挑戦する。2006年に出演したテレビドラマ『ファン・ジニ』で大衆的な知名度を得る。同年、日本ホラー映画『着信アリ Final』に出演し、日本での知名度も上がる。 2008年、『ベートーベン・ウィルス』に出演。2009年、ドラマ『美男ですね』で、イケメンバンドの気難しいリーダー役を演じた。 2011年1月、タイのお菓子メーカーOSOTSPAのOLEキャンディのCMで、タイでモデルデビュー。2010年10月12日、中国と東南アジア向けにミニアルバム「The Lounge H vol. 1」を販売することを発表。 2015年1月、税務調査による追徴課税を受け追徴金納付を韓国国税庁に行った件により、韓国でのテレビ番組を降板。 2018年7月、兵役入隊。社会服務研修センターに入所後、ソウル消防災難本部で2年間の代替服務を終えて2020年5月29日に除隊。

2002年テレビ朝日「サトラレ」、2003年フジテレビ「顔」、2004年NHK大河ドラマ「新選組！」、2006年テレビ朝日「時効警察」、2007年「帰ってきた時効警察」、2013NHK大河ドラマ「八重の桜」 、2016年TBS「重版出来」など多くのドラマで主演・出演を務める。映画では、2004年に「あずみ」で日本アカデミー賞新人俳優賞、エランドール賞新人賞を、2005年「血と骨」で日本アカデミー賞助演男優賞やブルーリボン賞助演男優賞ほか数多くの映画賞を受賞。その後も2005年「メゾン・ド・ヒミコ」2006年「ゆれる」2007年「東京タワー オカンとボクと、時々、オトン」2013年「舟を編む」など話題作に続々と出演し、2016年「オーバー・フェンス」でTAMA映画賞最優秀主演男優賞を受賞した。そのほか、CMや番組ナレーション、CDリリースなど多彩に活躍する。