2007–10

Hemsworth memulakan kariernya pada tahun 2007 dengan penampilan tetamu dalam Home and Away dan McLeod's Daughters.[5] Pada bulan Julai 2007, Hemsworth mula menjalani pengambaran untuk Neighbours.[6] Watak Hemsworth, Josh Taylor merupakan sebuah watak berulang daripada tahun 2007 sehingga 2008. Pada tahun 2008, Hemsworth mula berlakon dalam rancangan televisyen kanak-kanak, The Elephant Princess, melakonkan watak "Marcus".[5][7] Hemsworth kemudiannya mempunyai peranan dalam siri televisyen, Satisfaction dan membintangi filem British, Triangle.[5] Beliau juga membuat penampilan dalam Knowing.

Pada tahun 2009, Hemsworth dipilih untuk berlakon dalam filem 2010, The Expendables, tetapi karakternya dikeluarkan daripada skrip (Hemsworth kemudiannya membintangi The Expendables 2). Disney mengumumkan bahawa Hemsworth telah mendapat watak Will Blakelee dalam filem 2010, The Last Song, berdasarkan novel Nicholas Sparks dengan tajuk yang sama.[8] Hemsworth kemudiannya muncul dalam video muzik Cyrus, "When I Look at You"[9] yang direkodkan pada 16 Ogos 2009.[10]

Ia telah diumumkan bahawa Hemsworth berada dalam rundingan untuk membintangi Arabian Nights.[11] Beliau juga dilaporkan bahawa telah ditawarkan watak utama dalam Northern Lights. Hemsworth membintangi muzik video "Colder Weather" oleh Zac Brown Band.[12]

2011–sekarang

Pada 4 April 2011, Lionsgate mengumumkan bahawa Hemsworth akan melakonkan watak Gale Hawthorne dalam The Hunger Games yang ditayangkan pada tahun 2012.[13] Pada bulan Jun 2011, beliau terikat dengan Love and Honor yang juga dibintangi Aimee Teegarden dan Teresa Palmer.[14]

Pada tahun 2013, Hemsworth muncul dalam Empire State bersama Emma Roberts dan Paranoia juga dibintangi Harrison Ford, Gary Oldman dan Amber Heard.

Beliau menyambung wataknya sebagai Gale Hawthorne dalam tiga filem sekuel kepada The Hunger Games, The Hunger Games: Catching Fire, ditayangkan pada bulan November 2013, The Hunger Games: Mockingjay - Part 1, ditayangkan pada bulan November 2014 dan The Hunger Games: Mockingjay - Part 2, ditayangkan pada bulan November 2015.

Pada bulan Mac 2015, Hemsworth diumumkan oleh pengarah, Roland Emmerich sebagai sebahagian daripada barisan pelakon sekuel Independence Day.[15]