Po kilku latach występów w małych rolach w różnych serialach telewizyjnych i filmach, w tym telewizyjnym dreszczowcu Nocna straż (Night Watch, 1995) u boku Pierce’a Brosnana, zdobył przełomową rolę jako Frankie Li w filmie telewizyjnym Supply & Demand (1997) a następnie w reboot miniserialu Supply & Demand. Grał kilka różnych ról w serialu ITV Bill (1997–2002). Wkrótce zadebiutował na kinowym ekranie w roli Trana w szpiegowskim filmie sensacyjnym Tony’ego Scotta Zawód: Szpieg (Spy Game, 2001) z Robertem Redfordem i Bradem Pittem w rolach głównych.
Odniósł sukces w roli Ravela w dramacie fantastycznonaukowym Ridleya Scotta Prometeusz (2012). W 2013 zadebiutował na West Endzie w roli Zhanga Lina w sztuce Chimerica.
Jednak dopiero w 2014 w końcu zaczął zdobywać uznanie. Najpierw został obsadzony w roli Kubilaj-chana w serialu Netflix Marco Polo (2014–2016). Następnie otrzymał drugoplanową rolę Bruce’a Nga w nominowanym do Oscara dramacie fantastycznonaukowym Ridleya Scotta Marsjanin (2015) u boku Matta Damona.