2006年，与父亲
布莱丹·格里森共同出演剧情电影《Studs》；同年，凭借百老汇戏剧《The Lieutenant of Inishmore》 提名托尼奖最佳话剧男配角。
2012年6月，与
克里夫·欧文、
安德丽娅·赖斯伯勒等联袂出演的惊悚电影《
影子舞者》上映，他在片中饰演北爱尔兰恐怖团伙负责人凯文，凭借该片提名第15届英国独立电影奖最佳男配角；9月，由其出演的惊悚犯罪电影《
特警判官》上映；10月16日，与
凯拉·奈特莉等联合出演的剧情电影《
安娜·卡列尼娜》在中国大陆上映，他凭借该片提名英国帝国电影奖最佳男新人、第10届爱尔兰电影电视学院奖最佳电影男配角，获得汉普顿国际电影节突破性演出。
2013年，与
瑞秋·麦克亚当斯合作主演的爱情喜剧电影《
时空恋旅人》上映，他在片中饰演在21岁时被父亲告知自己拥有超能力的蒂姆；同年，在电视剧《
黑镜第二季》第一集中饰演“虚拟人”Ash。
2014年，与
迈克尔·法斯宾德、
玛吉·吉伦哈尔联合主演喜剧电影《
弗兰克》，在片中饰演热爱音乐的年轻人乔恩；4月，由其出演的剧情电影《
神父有难》上映；同年，与
杰克·奥康奈尔共同主演由
安吉丽娜·朱莉执导的战争电影《
坚不可摧》；12月，与
艾丽西亚·维坎德搭档主演的科幻惊悚电影《
机械姬》上映，他在片中饰演效力于某知名搜索引擎公司的程序员迦勒。
2015年11月6日，与
西尔莎·罗南合作主演的爱情喜剧电影《
布鲁克林》在北美上映，在片中饰演爱尔兰本地善良，并且富有的单身青年吉姆，他凭借该片提名第18届英国独立电影奖最佳男配角；同年，由其参演的电视剧《
大祸临头第一季》播出。
2016年1月8日，与
莱昂纳多·迪卡普里奥、
汤姆·哈迪共同出演的冒险电影《
荒野猎人》在北美等地大范围公映，在片中饰演非常有正义心的船长安德鲁·亨利；1月9日，由其出演的电影《
星球大战：原力觉醒》在中国上映。
2017年，与
玛格特·罗比、
威尔·蒂尔斯顿共同主演的家庭传记电影《
再见，克里斯托弗·罗宾》上映，他在片中饰演英国作家艾伦·亚历山大·米恩；同年，由其出演的电影《
星球大战：最后的绝地武士》上映；9月，与
克里斯蒂娜·艾伯盖特搭档主演的喜剧电影《
露水风波》上映；9月15日，与
詹妮弗·劳伦斯、
哈维尔·巴登联袂出演的悬疑恐怖电影《
母亲！》上映；9月29日，与
汤姆·克鲁斯、
萨拉·赖特共同出演的传记犯罪动作电影《
美国行动》上映，他在片中饰演美国中央情报局特工蒙蒂·谢弗。
2018年，与
威尔·福特合作主演传记喜剧电影《
徒劳愚蠢的手势》，影片改编自同名小说；8月，与
露丝·威尔森共同主演的恐怖喜剧电影《
小小陌生人》上映，他在片中饰演出身贫寒农家的乡村医生法拉第。
2022年8月30日，与
史蒂夫·卡瑞尔合作主演的悬疑惊悚剧《
特殊病人》播出，他凭借该剧提名第28届评论家选择奖限定剧/电视电影最佳男配角、第80届美国电影电视金球奖最佳限定剧男配角。
虽然多姆纳尔·格里森演过《哈利·波特》系列中罗恩的哥哥，但他的人气一直不温不火，不过潜力爆发的格里森在表演上的天赋逐渐显露，《机械姬》《布鲁克林》《荒野猎人》《星球大战：原力觉醒》中都有他的身影（1905电影网评）。
“大树底下好乘凉”，这句话对于多姆纳尔·格里森来说并不适用。作为星二代，他并没有依靠父亲
布莱丹·格里森的庇护在演艺圈里风生水起，而是从很多小角色开始，靠着鲜明的个人特征逐渐成长。红发披肩，高贵并鲜有的落寞，他就像流落于现世的古代贵族，与这个演艺圈是那么格格不入，从电影《哈利·波特与死亡圣器》发迹，在电影《安娜·卡列琳娜》中成熟，多姆纳尔·格里森出现在越来越多的大制作电影中（《东方电影》评）。