2016년 영화 마스터에서 스냅백 역을 통해 백상예술대상 영화 부문 남자 신인상 후보에 오르면서 대중들에게 얼굴을 알리게 되었다.
2017년에는 OCN 드라마 구해줘에서 석동철 역으로 첫 주연으로 출연해 대중적으로 확실히 눈도장을 찍게 되고 스타덤에 오른다. 뒤이어 출연한 KBS 드라마 매드독에서도 유지태의 포스에 밀리지 않는다는 의견이 있을 만큼 연기력을 인정받는 등 스릴러 부문에서 기대주로 각광받고 있다.
2018년 방영한 드라마 위대한 유혹자에서 주인공 권시현 역으로 출연했다. 이 작품은 하이틴 드라마이나 성숙한 학생들이 극을 이끈다. 공감 받지 못 할 성숙함과 주인공들의 사회적 위치와 배경, 고구마를 먹이는 내용 때문에 비난 받기도 한 작품이지만, 주연 배우들의 연기는 부족함이 없는 작품으로 평가를 받았다. 내용보다는 배우들의 찰진 말투나 연기를 보려고 한 번 빠져들면 계속 보게 되는, 시청률은 저조했지만 우도환은 이 작품으로 그 해 연기 대상에서 우수상을 수상했다.
2019년 7월 31일 안성기, 박서준과 호흡을 맞춘 영화 사자가 개봉했고, 영화 첫 주연작이다. 악마 숭배, 뱀을 숭상하는 프리메이슨스러운 악역으로 분해 고혹적이고 섹시한 이미지를 제대로 보여주었다.
2019년 10월 4일 JTBC 드라마 나의 나라로 첫 사극 연기에 도전했다. 여러 베테랑 배우들 사이에서 신념과 핏줄, 우정 사이에서 끊임 없이 갈등하는 감정선을 섬세하게 그려냈다는 평을 받았다.
2020년 4월엔 SBS 드라마 더 킹 : 영원의 군주에서 이민호, 김고은 배우와 호흡을 맞추고 극과 극의 성격을 가진 조영과 조은섭, 1인 2역을 소화하며 다시 수준급의 연기력을 선보였다. [8]
이후 2020년 7월 6일에 군대에 입대를 하였고 2022년 2월, 군대 전역 직후 보그 화보 촬영으로 활동을 시작 하였다. 화보 사진의 모습을 보면 군대 복무를 하면서 웨이트 트레이닝으로 벌크업을 한 것으로 보인다.