1996年，還在讀大學的高虎接演了青春偶像劇《北京夏天》，這也是其第壹部影視作品。
1998年，大學畢業的高虎與周曉文合作電影《關於愛的故事》，飾演馬大力，正式出道。1999年高虎接拍了唐大年導演的電影《都市天堂》。
2000年，高虎與張鐵林、寧靜、陳好等合作了古裝歷史劇《呂不韋傳奇》，飾演配角嬴異人；同年還參演電影《上車走吧》和《開心哆來咪》。
2001年，高虎參演了呂麗萍主演的古裝劇《大腳馬皇後》和諜戰劇《黑白布局》並客串電視劇《東北壹家人》。
2003年，由高虎、林誌穎、胡軍、劉濤、劉亦菲、陳好等主演的古裝武俠翻拍劇《天龍八部》正式播出，高虎在劇中飾演三位男主角之壹的虛竹；2004年高虎主演的的兩部電影《龍朝鳳》和寫實電影《都市天堂》先後上映，高虎均擔任男主角；同年高虎還參演了歷史劇《大明王朝驚變錄》。
2005年，高虎參演範冰冰主演的根據古典名著《三俠五義》改編的古裝偵探懸疑劇《淩雲壯誌包青天》，飾演白雲飛，同年還客串家庭情感劇《誰憐天下慈母心》。
2006年，高虎與劉亦菲、黃曉明等主演的古裝武俠劇《神雕俠侶》正式播出，高虎飾演霍都王子。2007年高虎與竇智孔、黃聖依主演的中國內地版武俠劇《碧血劍》和與聶遠、鐘欣潼、朱茵、安以軒等主演的古裝劇《雪山飛狐》先後播出，高虎分別飾演平四和歷史皇帝明思帝朱由檢。
2008年，高虎參演警匪題材電視劇《生死對峙》和王晶執導電視劇《暴雨梨花》並獲得第壹屆手機報《電影愛好者》“金π獎”最喜愛的數字電影演員獎。
2010年，出演由四大名著《水滸傳》改編的電視劇《水滸傳》，飾演108好漢之壹的青面獸楊誌並與段奕宏、薛佳凝、蔣勤勤等主演年度情感劇《大時代》；2011年參演張藝謀導演的史詩愛情電影《金陵十三釵》。
2012年，高虎與楊冪、謝霆鋒等主演的懸疑偵探電影《消失的子彈》以及與周潤發、黃曉明主演的電影《大上海》先後上映，高虎分別飾演警政署高官和林壞；同年還主演了喜劇《民兵葛二蛋》，飾演男配角麥子，並參演偶像劇《童話二分之壹》。
2013年，主演中國內地電視劇版的《龍門飛甲》，飾演萬喻樓並參演電影《澳門風雲》中高先生壹角；同年參加浙江衛視公益明星跳水真人秀《中國星跳躍》，並最終獲得總決賽季軍。
2014年，受央視綜藝頻道邀請，錄制大型全明星互動魔術競技真人秀節目《大魔術師》 。