Acteur de télévision accompli, il est surtout connu pour avoir tenu le rôle principal, celui de Richard Castle, dans la série d'ABC, "Castle", suivi de celui de John Nolan dans "The Rookie : Le flic de Los Angeles" de la même chaîne. Il a incarné Mal dans la série de science-fiction "Firefly" et dans sa séquelle, "Serenity". En 2013, il a incarné Hermès dans "Percy Jackson : La Mer des monstres".
Il a décroché son premier rôle majeur, celui de Joey Buchanan, dans le soap opéra "On ne vit qu'une fois".
Il a eu un petit rôle dans le film récompensé, "Il faut sauver le soldat Ryan".
Il a été brièvement en couple avec sa costar de "Castle", Stana Katic. Il a ensuite entamé une relation avec l'actrice Krista Allen.
Il a joué dans la série télévisée "Firefly" aux côtés d'Alan Tudyk.
