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2002年，首次主演庞好执导的电视剧《某年某月某一天》，在剧中饰演哥哥陆天野，为了救助得了肾病的妹妹陆雪婷，当保安部经理，匈牙利国家电视台购得该剧版权，成为第一部被东欧国家引进的中国电视剧 ；同年，与 [[ 董璇 ]] 、 [[ 孙耀威 ]] 、 [[ 乔振宇 ]] 共同主演古装武侠剧《雪花女神龙》，在剧中饰演外表俊逸、英姿飒爽，人称鬼见愁的司马长风 ；同年，在[[李幼斌]]、 [[ 于小慧 ]] 主演的惊险悬疑剧[[《情有千千劫》]]中饰演法医严钊；同年，在 [[ 焦恩俊 ]] 、 [[ 吴辰君 ]] 主演的古装武侠剧《狼侠》中饰演镖头雷少雄 。

2003年，在 [[ 丁梦雨 ]] 、 [[ 高露 ]] 主演的都市青春时尚剧《阳光丽人》中饰演推广部的张弛 ；同年，在[[程前]]、 [[ 靳东 ]] 主演的古装历史剧[[《东方朔》]]中饰演景逵；同年，在 [[ 邢岷山 ]] 、 [[ 沈培艺 ]] 主演的情感剧[[《跟着阳光跳舞》]]中饰演阿健。

2004年，与 [[ 孙逸飞 ]] 、 [[ 徐筠 ]] 共同主演沙碧红、沙碧芳执导的家庭伦理剧《又见花儿开》<ref>[http://ent.sina.com.cn/v/m/2005-08-10/1034805878.html 《又见花儿开》收视率飙升 导演沙碧红反应平静] 新浪娱乐，发布时间；2005年08月10日10:34</ref>，在剧中饰演卧底警察李锐锋 ；5月，在杨文军执导的爱情轻喜剧《摇摆女郎》中饰演海归的房地产老板陆鹏 ；同年，在[[胡兵]]、 [[ 张庭 ]] 主演的悬疑科幻剧《绝对计划》中饰演担任蓝野城左右手的飞鸟 。

2005年5月，在[[唐国强]]、 [[ 陈好 ]] 主演的古装史诗剧《大敦煌》中饰演天性率真的部将旺荣；9月，在 [[ 杨幂 ]] 、 [[ 陈思成 ]] 主演的古装历史剧《王昭君》中饰演呼韩邪长子雕陶莫皋 。

2006年，与[[曾宝仪]]、 [[ 陈司翰 ]] 共同主演《粉红女郎》三部曲系列之一《粉领一族》 ；3月，在[[谢霆锋]]、 [[ 李心洁 ]] 主演的古龙武侠剧《大人物》中饰演柳青 2007年，在 [[ 寇世勋 ]] 、 [[ 苗圃 ]] 主演的移民史诗剧《风雨唐人街》中饰演林迈夫人的仆人黄阿愚；同年，在 [[ 佟大为 ]] 、 [[ 陈丽娜 ]] 主演电视剧《女特警》中饰演女兵的偶像教官林知兵 ；同年，在张汉杰执导的抗战剧《关中秘事》中饰演警察局的高级侦探董庆；同年，与 [[ 周群达 ]] 、 [[ 吴晓敏 ]] 主演央视电影频道节目中心出品的数字电影《镖行天下之桃花劫》，饰演振远大将军的副将李锋。在寇世勋、杨幂主演的古装历史剧《大秦直道》中饰演冒顿太子 。

2008年，在 [[ 李国立 ]] 执导，[[胡歌]]、 [[ 林依晨 ]] 主演的金庸武侠剧《射雕英雄传》中饰演郭靖的父亲郭啸天；同年，在[[寇世勋]]、 [[ 何琳 ]] 主演电视剧《再向虎山行》中饰演姚立中 ；10月，与 [[ 韩雪 ]] 主演军事谍战剧《利剑》，在剧中饰演国民党国防部二厅特派员姬少康 。

2009年2月，与 [[ 刘恺威 ]] 、 [[ 佟丽娅 ]] 共同主演家庭伦理剧[[《娘妻》]]，在剧中饰演与秋菊青梅竹马的许家俊 ；同年，在 [[ 唐国强 ]] 主演的史诗剧《东方》中饰演第一资本家荣毅仁 。

2010年3月，主演刘猛执导的军旅励志剧《我是特种兵》，饰演代号“孤狼特别突击队“队长高中队，后担任狼牙大队大队长 ；同年，与 [[ 陈小春 ]] 、 [[ 梁馨 ]] 共同主演抗日革命剧《狭路兄弟》饰演土匪马立仁 ；同年，与 [[ 尤勇 ]] 、 [[ 高明 ]] 主演战争剧《侦察记》饰卧底金少波；同年，与 [[ 高一童 ]] 、 [[ 王雨 ]] 主演爱情电影《悬空12小时》饰演廖猛。

2011年3月，与 [[ 陈浩民 ]] 、 [[ 赵柯 ]] 主演古装探案剧《卜案》饰演勋卫府校尉尉迟方 ；6月，与袁志博主演抗洪电影《王家坝》饰演热情憨厚的柳编厂厂长水生 ；7月，与高明、 [[ 徐帆 ]] 主演军旅题材剧[[《戎装女人》]]饰演吕振堂 ；9月，与范志博共同主演西北传奇史诗剧《射天狼》，在剧中饰演游走在革命分子、抗日将领和土匪“七十九刀”之间的魏家长子魏鹏飞 <ref>[http://ent.163.com/13/0529/10/901M9E9U00031GVS.html 任天野《射天狼》当绿叶 以一敌二过招姐妹花] 网易娱乐，发布时间；2013-05-29 10:29:37</ref> 。

2012年9月，与 [[ 宗峰岩 ]] 、 [[ 马雅舒 ]] 主演家族悬疑剧《娘心》饰演李家的长工阿荣 ；同年，在 [[ 吴京 ]] 、 [[ 徐佳 ]] 主演军旅题材剧《我是特种兵之利刃出鞘》中饰演教官“章鱼”。

2013年，在徐佳、 [[ 程愫 ]] 主演的青春军旅励志剧《特种兵之火凤凰》中饰演恐怖组织头目野狗 ；1月，与 [[ 牛丽燕 ]] 、 [[ 方力申 ]] 主演反恐军旅剧《未来战士》饰演上尉穆野 。在肖顺尧、冯丹滢主演的励志军旅剧[[《8848》]]<ref>[https://ent.qq.com/a/20130909/011528.htm 任天野为《8848》下足苦工 奔赴西藏开工] 腾讯，发布时间；2013-09-09 13:36</ref>，饰演C11边防哨所老班长莫军  新闻 ；7月，与 [[ 张曦文 ]] 、 [[ 吴晓敏 ]] 主演抗日战争剧《一个人战争》，在剧中饰演八路军华北军分区战士贾大力 。

2016年4月，任天野签约广东龙树实业集团，担任代言人 ；5月，与 [[ 涂松岩 ]] 、 [[ 王思思 ]] 共同主演浪漫轻喜剧《爱我@别走》，在剧中饰演街边烤羊肉串的“卧底混混”齐大圣。

在 [[ 张艺谋 ]] 为中国申办2008北京奥运会拍摄的宣传片中，出演贯穿始终的男一号，从此被媒体称为“[[谋男生]]”