2008年4月18日，其出演的校园悬疑剧《谜》播出，在剧中饰演个性我行我素的近辩高中三年级学生冢本善雄；10月11日，其出演的喜剧电影《应援少女》上映，在片中饰演应援团团员山本龙太郎，这是他的首部电影作品。

2010年6月19日，其主演的运动题材电影《垒球少年》上映，在片中饰演男主角鬼冢，这是他首次担纲电影主演；11月6日，其主演的SP剧《大阪LOVESOUL在这个国家生活下去》首播，这是他首次担纲电视剧主演。

2011年2月18日，获得第34届日本电影学院奖新人奖；同年，出演新垣结衣主演的SP剧《乱马1/2》，在剧中饰演风林馆高校剑道部的主将九能带刀；11月26日，其出演的剧情电影《铁骨柔情》上映。

2012年7月14日，其出演的喜剧电影《南海作战》上映。2013年1月26日，根据井上荒野同名小说改编的剧情电影《艳之夜》上映，永山绚斗在片中饰演池田百百子的男朋友茅原优，与真木阳子饰演一对情侣。

2014年8月19日，其出演的悬疑剧《圣女》播出，在剧中饰演玛利亚的家教学生中村晴树；11月1日，其出演的爱情电影《幸运情人草》上映，在片中饰演沙耶的初恋男友樋野春木。