首次公开亮相是在2011年12月27日，公开了照片和武术预告，并作为S.M.公司全新偶像团体EXO第三位成员TAO,有着11年武术功底的他身材修长，未出道就已经在韩国与中国吸引了一部分歌迷的关注。2012年2月14日，公开了第二支武术预告，3月31日和4月1日随组合EXO分别在韩国首尔和中国北京举行Showcase出道发布会，4月8日，随组合EXO-M在第十二届音乐风云榜颁奖典礼展示初舞台正式在中国出道，值得一提的是“第十二届音乐风云榜颁奖典礼”是有着中国格莱美美称的权威音乐界颁奖典礼，将会聚集中国最红的一线歌手出席圣殿，是中国极具代表性的颁奖典礼之一。6月9日，随组合EXO-M首次参加国内综艺节目《快乐大本营》。
2013年1月28日参加了第六届《韩国MBC偶像明星运动会》，并以1米65的成绩获得了亚军，黄子韬是唯一一位以背跃式跳高的选手。8月14日，随组合EXO参加针对最新韩流发烧娱乐话题的综艺节目《一周的偶像》，并在节目中表演双截棍MC郑亨敦赞其“身上好像有种很奇妙的魅力”。11月28日，EXO首档团综EXO’s Showtime开始播出。12月2日。SM娱乐下午在EXO官方主页、Youtube的SMTown频道，以及脸书的SMTown主页同时公开了《12月的奇迹》预告版MV。预告版MV虽只有短短的30秒，但仍引发爆炸性反响，一度登上搜索热词排行榜前几名。为纪念《12月的奇迹》发行，SM娱乐举行了销售纪念活动，凡是在指定网站预购专辑，便可获得EXO的纪念版T恤，瞬间引发粉丝抢购，网站一度陷入瘫痪。这首通过感性的钢琴旋律混合美妙的拨弦乐来表现冬天感觉的流行抒情曲，再次证明了EXO的强大人气。
2014年5月23日，全球大势EXO的首场演唱会"EXO FROM. EXOPLANET #1 -THE LOST PLANET-" in SEOUL于5月23日～25日在首尔奥林匹克公园体操竞技场连开3天，这是EXO的首场单独个唱，演出消息一经传出就引发了一系列的话题，吸引了无数的粉丝及相关人士关注。此次演唱会中EXO演唱了《MAMA》、《狼与美女》、《咆哮》、《上瘾》等知名曲目及专辑收录曲，还有11位成员各自带来的具有独特魅力的个人舞台，并且此次是以布兰妮斯皮尔斯，珍妮杰克逊等知名歌手的编舞老师而闻名的世界级编舞老师TONY TESTA为整场演唱会导演，加之将EXO的LOGO形象化的超大型舞台，设有20m X 9.5m的大型LED屏幕与4块转播屏幕，以及升降梯、DJ Tank、威亚、激光等多样的舞台装置及特效，是一个融合了以前从未见过的全新面貌的舞台，全程共演唱了31首歌曲，梦幻般的舞台使观众为之倾倒。6月，单独出演张力尹的单曲《爱的独白：Agape》及后续曲《我一个人Not Alone》MV。8月22日，发微博参与冰桶挑战赛。10月10日-10月31日，参与韩国SBS电视台户外探险真人秀节目《金炳万的丛林法则》。
2015年1月24日，黄子韬担任综艺《一路上有你》嘉宾并现场演唱《安静》。4月22日，黄子韬父亲通过微博宣布与韩国SM公司的合约将不再继续。5月8日，赴美治疗脚伤并进修学习。6月3日，以千万身价代言空中网手机游戏《超神战队》并回北京参加发布会，并且空中网宣布在《超神战队》中为黄子韬量身定制了一套虚拟形象。6月11日，黄子韬Z.TAO工作室正式成立。6月13日，微博认证更改为歌手，演员黄子韬，公开MINI专辑海报。概念海报中，那条复古深邃的长廊伴随着他一样深邃的眼神，如王贵一般归来的黄子韬单手抚肩在其中，浅紫色的头发魅力十足，整体色调帅气逼人，加上周围仿佛若有若无的光环配合着一身黑色着装显得十分惊艳。7月23日首张个人数字专辑《T.A.O》及主打歌MV正式上线。在这只MV中，多年的RAP功底与舞蹈实力得到了淋漓尽致的展现，该MV由由美国一线导演Colin Tilley亲自操刀，开始便是气势磅礴的冰山场景，强烈的视觉中极力与不断出现的形象，为MV增添了不少的狂野气息。除了在MV中大秀RAP之外，更用激烈的舞蹈，尽显属于自己的霸气“TAO范儿”。8月8日，《Yesterday》获得CCTV全球音乐榜上榜获得一位冠军。19日，发行了第二张个人数字专辑《Z.TAO》,23日在北京展览馆剧场，举办了首场个人MINI演唱会《Z.TAO Mini Concert》。9月11日《皇冠》MV正式上线，该MV特邀美国导演Nick Lentz操刀拍摄，MV采取了“环形叙事结构”，讲述了一个为爱奋不顾身的故事。10月20日，《我是大主宰》公布黄子韬为其双端网络游戏代言人之一。10月15日，新单曲《舍不得》全网上线，曾与Justin Timberlake、Christina Aguilera、Kelly Clarkson等众多当欧美红歌手合作过的格莱美得主Andros Rodriguez负责歌曲混音。
2016年1月触电大银幕，主演《夏天，19岁的肖像》男一号康乔，该剧改编自日本推理作家岛田庄司的同名作品。4月22日，发行单曲《The Road》。21日，黄子韬单曲《Underground King》获得CCTV全球中文音乐榜上榜一位冠军。6月7日，发行电影《夏天十九岁的肖像》主题曲《十九岁》。7月初，电视剧《大话西游之爱你一万年》正式开机，黄子韬饰演男主角至尊宝。7月18日，黄子韬独揽全部词曲创作的全新专辑《The road》的终极主打歌《Black White》（AB）的单曲及MV同时全网发布，《Black White》是一首具有EDM风格Hip-Hop作品，同时需要中英双语进行演绎，歌曲的难度可想而知，而黄子韬诠释了什么叫做完美，这首歌曲竟然有了彼此对话的效果。而且歌曲的Hip-Hop的部分，无论是音色、节奏，还是Trap的逻辑，都是和具有和国际主流接轨的元素。黄子韬具有冲击力的演绎，在中英文额说唱的切换上，相当自如，每一个节奏都拿捏得精准到位，由此可见黄子韬的Rap，是有了自己的Flow。在这首国际化的EDM作品里，还有一段非常具有东方秀气的旋律，在这个部分的演绎，由内而外的散发出那种温文尔雅的气质，与整首作品相结合，好似在东西方两个世界玩穿越，俊朗内秀的东方人与邪魅霸气的Rapper同在。
