1997年，与相叶雅纪、石松晃、远藤司、二宫和也、松本润一起成为了B.B.B.初代成员，同时还成为了J-Boys的成员，与松本润、相叶雅纪、二宫和也组成组合M.A.I.N；7月，首次参演NHK晨间剧《亚久里》，饰演作家望月淳之介的少年时代；与此同时，还与松本润、二宫和也、相叶雅纪共同主演了舞台剧《Stand by me》；10月起，作为固定班底参加中居正广主持的综艺节目《中居正广的我们大家都在生活着》 。
1998年4月，参演由松冈昌宏主演的爱情剧《LOVE&PEACE》；6月，与山下智久、风间俊介、长谷川纯、田中圣、伊藤达哉、五关晃一、宫城俊太、福田悠太、服部将也组成组合B.I.G. East；10月起，作为固定班底参加综艺节目《爱LOVE B.I.G》。
1999年，B.I.G.组合更改为生田斗真、山下智久二人组合。2001年，参演由三宅健主演的校园剧《Neverland》。2002年，与山下智久、风间俊介、长谷川纯结成组合FOUR TOPS ；同年，还参演了由松冈昌宏主演的舞台剧《须佐之男-神剑物语》 。
2003年1月，参演由堂本光一担当座长的舞台剧《SHOCK~is Real Shock～》，担任男二号 ；2月，从堀越高等学校毕业；7月，参演少年队的舞台剧《PLAYZONE2003 Vacation》。
2004年2月，参演由佐藤敦启主演的舞台剧《艾德格先生行踪不明》；4月，与黑木瞳、赤坂晃合作出演舞台剧《mama loves MAMBO Ⅲ》；7月，参演少年队的舞台剧《PLAYZONE2004 WEST SIDE STORY》；12月，与樱井翔、大野智、松本润合作出演舞台剧《WEST SIDE STORY》。
2005年4月，在与黑木明纱、长谷川纯共同出演的舞台剧《AZUMI～AZUMI on STAGE～》中一人分饰两角；7月，参演的刑警剧《刑事部屋》播出。
2006年6月，与风间俊介共同出演的动作剧《秋叶原@DEEP》播出，他在其中扮演一名超级洁癖狂；9月，首次成为座长，主演了新感线的舞台剧《Cat In the Red Boots》。
2007年1月，客串漫改校园剧《花样男子2》，饰演织部顺平 ；7月，与堀北真希、小栗旬等搭档出演校园剧《花样少年少女》，并凭借剧中花君“中津秀一”一角获得第54回日剧学院赏最佳男配角奖 。
2008年1月，参演的爱情剧《蜂蜜与四叶草》播出，他在其中饰演一名美术大学建筑系的在读学生 ；7月，与大野智搭档出演悬疑剧《魔王》 ；10月，首次在音乐剧中担任主演，出演音乐剧《Grease》。
2009年1月，主演的励志剧《亡者之声》播出 ；4月，首次单独主演深夜剧，在《魔女裁判》中饰演一名街市设计师 ；10月，参演的特别剧《世界奇妙物语2009秋季特别篇》播出。
2010年2月，主演根据作家太宰治同名小说改编的剧情片《人间失格》，之后该小说开始以生田斗真形象作为封面版发行 ，因该作品销售量突破超过10万部，生田斗真的形象登上了角川文库所有太宰治作品的封面；6月，主演喜剧电影《海边旅店》 ；7月，出演由长濑智也主演的刑事剧《自恋刑警》，在剧中饰演自恋四人组成员本城命运；8月，与新垣结衣搭档的主演由土井裕泰执导的爱情片《花水木》在日本上映 ；11月，参演的侦探片《球形的荒野》上映 ；同年，开始每月在杂志《+act.》上连载漫谈《红发外星人》。
2011年，生田斗真获得第53回日本电影蓝丝带奖新人男演员奖和第84回日本电影旬报赏新人男演员奖 ；同年，与东山纪之共同出演由蜷川幸雄导演的舞台剧《萨德侯爵夫人》和《我的朋友希特勒》 ；12月，主演的剧情片《源氏物语千年之谜》上映，他在片中饰演主人公“光源氏” 。
2012年，与吉高由里子合作主演的纯爱片《我们的存在》分成上下两部正式上映 ；10月，主演富士台电视剧《迟开的向日葵》，在剧中饰演危机感不甚充足却阳光向上的青年小平丈太郎 。
2013年，与江口洋介、松雪泰子等合作，主演动作片《脑男》，在片中饰演天生具备超强记忆力和强健体魄，但却没有人类感情、被人称为“脑男”的神秘杀人恶魔 。
2014年1月，生田斗真首次参演NHK大河剧，在由冈田准一主演的《军师官兵卫》中饰演高山右近 ；2月，主演由三池崇史执导的警匪片《鼹鼠之歌》，饰演潜入黑帮内部的卧底菊川玲二 ；11月，参演的由犬童一心执导的奇幻片《戴维克罗的恋爱和魔法》上映 。
2015年1月，与小栗旬、上野树里搭档，主演悬疑剧《无间双龙》，饰演刑警龙崎郁夫 ；6月，与户田惠梨香等合作，主演悬疑片《预告犯》 ；11月，主演由伊坂幸太郎小说改编的悬疑片《蚱蜢》，饰演秘密潜入黑社会组织为妻子报仇的中学教师铃木 。2016年8月，与冈田将生、栗山千明、松坂桃李合作，出演改编自同名科幻题材漫画的悬疑电影《秘密》 ；同年，与新感线剧团合作舞台剧《Vamp bamboo burn》，饰演一名吸血鬼；12月，主演的由三池崇史执导的系列警匪片《鼹鼠之歌2》上映 。
2017年2月，与桐谷健太等合作，主演LGBT电影《人生密密缝》，在片中饰演患有性同一性障碍的主人公伦子 ；10月，与广濑铃搭档，主演爱情片《老师！》，饰演高中教师伊藤贡作 。
2018年5月，与永山瑛太搭档，主演犯罪电影《友罪》 ；12月31日，作为FOUR TOPS成员出演杰尼斯事务所跨年演唱会《杰尼斯跨年2018-2019 平成最后的梦物语！杰尼斯跨年直播》 。
2019年1月，出演由中村勘九郎和阿部隆史共同主演的大河剧《韦驮天：东京奥运的故事》，饰演金栗的盟友三岛弥彦 ；3月，主演舞台剧《伪义经冥界歌》，饰演“源九郎义经” ；6月，主演舞台剧《俄瑞斯忒亚》，饰演一名因战争心生憎恨的青年；10月，主演的家庭剧《我的故事说来话长》播出，他在剧中饰演一名年过三十仍不面对现实的啃老族 。
2020年2月24日，参演的由笑福亭鹤瓶主演的电影《没有输给美国的男人～混蛋首相吉田茂～》上映，他在片中饰演白洲次郎；8月10日，主演的电视剧《JOKE ～2022恐慌发布！》在NHK播出 ；10月29日，东京电视剧大奖举行颁奖礼，生田斗真凭借《我的故事说来话长》获得最佳男主角奖 。
2021年1月，其主演的电视剧《不写了！？编剧家吉丸圭佑无法谱写的生活》开播，在剧中扮演家务万能的编剧兼家庭主夫吉丸圭佑 ；11月19日，主演的系列电影《鼹鼠之歌 FINAL》在日本上映 。2022年，主演电影《渴水》 。
2022年，参演绫濑遥主演月9剧《前男友的遗书》，饰演荣治和富治两兄弟 。
生田斗真的家庭成员有父亲、母亲，以及小四岁的弟弟生田龙圣 。
2015年，生田斗真与清野菜名共演电视剧《无间双龙》，并以此为契机开始交往 。2020年6月1日，生田斗真与交往5年的清野菜名在东京都内的区政府提交了结婚申请 ；6月5日，两人通过事务所发表联名信，公开了结婚的消息 。2021年10月23日，清野菜名通过所属事务所宣布怀孕并已进入稳定期 。2022年3月，生田斗真和清野菜名的儿子平安出生 。