Selepas tamat pengajian di Akademi Seni Teater Mountview di England, Dallas menyertai Royal Shakespeare Company, dan kemudian mengambil bahagian dengan Royal National Theatre, English National Opera, New Shakespeare Company, dan Young Vic.[petikan diperlukan]

Kembali ke Amerika Syarikat, beliau berlakon sebagai Fandral dalam Thor selepas pelakon Ireland Stuart Townsend menarik diri daripada watak beberapa hari sebelum penggambaran dimulakan.[3] Memandangkan beliau seorang pelakon yang hampir tidak dikenali ketika dilakonkan, terdapat beberapa spekulasi bahawa Dallas telah dipilih kerana tiada masa yang cukup untuk mencari pengganti yang lebih masyhur.[4] Sebagai persediaan, Dallas melihat Errol Flynn sebagai inspirasi (Stan Lee, pada 1965, mencipta watak berdasarkan Flynn), dan menonton banyak filemnya. Beliau mengulas, "Saya cuba mengeluarkan sedikit sifat Flynn di dalamnya. Flynn mempunyai banyak daya tarikan budak lelaki itu dan Fandral mempunyai semua itu dalam dirinya."[5] Dallas tidak mengulangi lakonan wataknya dalam sekuel Thor. Zachary Levi menggantikannya dalam dua filem berikutnya.[6]

Pada 2011, beliau mula membintangi siri ABC Once Upon a Time sebagai Prince Charming.[7] Selepas enam musim, Dallas tidak lagi muncul dalam musim ketujuh pada 2017.[8] Beliau kembali untuk penamat sirinya pada tahun berikutnya.[9] Dari 2018 hingga 2021, beliau dilakonkan sebagai Ben Stone, pelakon utama lelaki, dalam siri misteri/drama NBC Manifest, yang ditayangkan pada 24 September 2018.[10]