高校在学時、大学には進学せず就職しようと考えていた[9]。中でも趣味の歌を仕事にできないかと考えていたところ[9]、当時再放送されていた『桜蘭高校ホスト部』を見たことをきっかけに声優を志す[10]。声優養成所には通わず[11]、山寺宏一に憧れて[12]アクロス エンタテインメント公式サイトのメールフォームから声優になりたい旨の文章とボイスサンプルを送った[4]。3か月間ワークショップを受け、オーディションを経て2009年11月に預かり所属となる[4][9]。

2011年、『ゴールデン☆キッズ』俊太役で声優デビュー[8]。

下積みをしながら2年間の預かり期間を経て、2012年に正所属となる。2012年に『TARI TARI』のウィーン役でテレビアニメ初レギュラー出演を果たし[4]、同アニメの第5話と第12話では作曲も手掛けた[13][14]。同時期には1年後の放送となる『凪のあすから』の先島光役で初めてオーディションで主役に決まる[15]。

2014年には『アルドノア・ゼロ』の界塚伊奈帆役[16]、『東京喰種トーキョーグール』の金木研役[17]、『四月は君の嘘』の有馬公生役[18]などが当たり役となりブレイク[19][20]。同年度の第9回声優アワードにて新人男優賞を受賞[21]。

2015年4月、『おはスタ』木曜レギュラーとして出演[3]。2016年4月から卒業した山寺の後を受け継いだ上で、小野友樹と共に曜日ごとでMCを、2017年10月から単独でMCを務める[22]。

2016年8月27日、『A&G TRIBAL RADIO エジソン』番組内にて結婚を報告した[23][24]。

2016年9月7日、テレビアニメ『斉木楠雄のΨ難』オープニングテーマ「青春は残酷じゃない」でZERO-A / 日本コロムビア[25]よりアーティストデビューし、初のシングルを発売[26]。

2017年、第11回声優アワードでパーソナリティ賞を受賞[27]。

2019年10月、ニュータイプアニメアワード2018 - 2019において男性声優賞を受賞し、『鬼滅の刃』で花江が演じた竈門炭治郎も男性キャラクター賞を受賞している。また、同年度の第14回声優アワードでは初の主演男優賞を受賞した[28]。

2020年9月20日、双子の女児が誕生したことを自身のTwitterを通じて報告した[29][30]。同年10月2日、『おはスタ』MCを卒業[31]。

2020年10月11日、『劇場版 鬼滅の刃 無限列車編』の公開記念イベントとして、東京スカイツリーが作品をイメージする「炎（ほむら）色」にライトアップされる点灯式に、LiSA、鬼頭明里、松岡禎丞らと参加した[32]。

2021年7月23日、自身のTwitterを通じて[33]、自身のSNS（YouTubeチャンネル、公式Twitter）のフォロワー数が共に200万人を突破したことを発表した[34]。翌2022年7月には、220万人を突破した[35]。

2023年、第17回声優アワードでインフルエンサー賞を受賞[36]。