Johnson mula berlakon ketika berumur enam tahun. Di pentas, beliau melakonkan watak anak Macduff bersama Rufus Sewell yang melakonkan watak Macbeth pada tahun 1999;[5] dan muncul dalam All My Sons pada tahun 2000. peranan televisyennya termasuk Niker dalam adaptasi novel Feather Boy, Aaron dalam siri ITV1, Talk to Me dan Owen Stephens dalam Nearly Famous.[2] Pada tahun 2003, Johnson muncul sebagai Charlie Chaplin muda dalam Shanghai Knights. Pada tahun 2006, beliau muncul dalam The Illusionist. Juga pada tahun 2006, beliau membintangi The Thief Lord sebagai Prosper.

Johnson muncul sebagai John Lennon dalam filem biopik 2009, Nowhere Boy, diarahkan oleh Sam Taylor-Wood. Pada tahun 2010, Johnson muncul sebagai David "Dave" Lizewski/Kick-Ass, watak utama dalam Kick-Ass[6][7] dan muncul sebagai William dalam Chatroom.[2] Pada bulan Disember 2010, Johnson menyertai barisan pelakon Albert Nobbs menggantikan Orlando Bloom.[8][9] Johnson membintangi video muzik 2011 R.E.M., "Überlin".[10]

Pada tahun 2012, Johnson melakonkan watak Count Vronsky dalam Anna Karenina. Kemudiannya pada tahun itu, beliau membintangi sebagai Ben dalam Savages. Johnson membintangi Godzilla, ditayangkan pada bulan Mei 2014.[11][12] Johnson melakonkan watak Quicksilver dalam filem 2015, Avengers: Age of Ultron, sekuel kepada The Avengers.[3] Johnson pertama kali muncul sebagai karakter itu dalam babak pertengahan kredit Captain America: The Winter Soldier.[13]