2013年，参加湖南卫视选秀娱乐节目《快乐男声》，获得全国总决赛季军，从而正式进入演艺圈；随后，推出个人原创单曲《乘着破船回家》，收录于《追梦敢不敢》合辑中；10月19日，受邀担任周笔畅“Unlock"巡回演唱会深圳站的表演嘉宾，并现场演唱了《密友》、《预感》等歌曲；之后，参加“快乐男声全国巡回演唱会”，并先后获得重庆站、成都站“城市之星”的称号；11月，为电影《怒放2013》演唱主题曲《青春再见》及插曲《Hi！自由》；与此同时，他还与华晨宇、左立一同参加了CCTV-3春晚特别节目《直通春晚》，并晋级全国10强；12月6日，获得“第六届音乐风云榜新人盛典”年度潜力新人奖；12月31日，参加湖南卫视跨年演唱会，并演唱了《狐狸叫》、《离开地球表面》等歌曲。

2014年1月15日，获得“新浪微博之夜”微博年度星光奖；3月17日，推出与陈坤合唱的歌曲《战江湖》，并作为网游《刀剑2》的主题曲；4月，参加CCTV-15音乐打榜节目《全球中文音乐榜上榜》，其演唱的歌曲《乘着破船回家》获得周冠军；4月22日，出版首本个人写真画册《少年白PAX'SATTITUDE》；同年，作为常驻嘉宾参加江苏卫视明星励志真人秀节目《花样年华第二季》的录制；5月22日，获得“酷狗音乐10周年盛典”90后人气歌手奖；7月25日，其出演的纪录片《我就是我》上映；与此同时，他还作为常驻嘉宾参加了四川卫视明星户外真人秀节目《明星家族的2天1夜》的录制；9月，其出演的迷你喜剧《极品女士第三季》在搜狐视频首播；11月1日，其主演的青春喜剧电影《成人记2》在爱奇艺上线播出，并为该片演唱了主题曲《再见，原点》；之后，出演管虎执导的剧情电影《老炮儿》，在片中饰演小飞的朋友侯晓杰；此外，他还作为常驻嘉宾参加了深圳卫视环球竞速真人秀节目《极速前进第一季》的录制。

2015年1月30日，随白热化乐队参加“青春AMIGO演唱会”；2月11日，参加CCTV网络春晚，并现场演唱了《弟子规》、《乘着破船回家》2首歌曲；4月13日，获得“第15届音乐风云榜年度盛典”最佳新人奖；5月，参加CCTV-15音乐打榜节目《全球中文音乐榜上榜》，其演唱的歌曲《浮城》获得周冠军；7月8日，推出首张个人音乐专辑《少年白》，收录了包括《浮城》、《听不明白》等在内的10首原创歌曲；7月25日，在北京工人体育馆举办“白热化演唱会”，这也是他出道以来的首场个人演唱会；随后，参加，江西卫视音乐沙龙秀节目《超级歌单》，并演唱了《花房姑娘》；同年，作为舒淇的助教参加浙江卫视才艺养成励志节目《燃烧吧少年》的录制；12月5日，获得“尖叫2016爱奇艺之夜”最具表现力歌手奖。

2016年2月2日，参加湖南卫视小年夜春晚；随后，参加由陈坤工作室打造的“狂禅”系列Live展演；4月16日，凭借专辑《少年白》入围"华语金曲奖"年度最佳国语男新人奖；7月，推出与宁桓宇、于湉、谢彬彬等合唱的奥运单曲《永恒的信仰》；9月1日，推出与于湉合唱的歌曲《一首热血的歌》，并作为网络剧《超星星学园》的主题曲；11月9日，推出第二张个人音乐专辑《野草》，收录了包括《燎原》、《HappyEnding》等在内的8首原创歌曲；12月16日，获得“第11届劲歌王全球华人音乐盛典”最佳创作人奖，而专辑《野草》则获得最佳创作专辑奖。

2017年1月7日，参加在深圳举行的“不期而遇群星演唱会”；随后，出席“巴黎FW时装周”；同年，作为固定嘉宾参加云南卫视90后环球旅游真人秀节目《出发吧我们第二季》的录制；2月4日，其参与录制的明星帮扶儿童成长情感观察秀节目《闪亮的爸爸第二季》在深圳卫视首播；4月12日，推出与周笔畅合唱的歌曲《注定》，并作为电视剧《择天记》的主题曲；6月23日，其主演的警匪动作电影《缉枪》上映，而他在片中则饰演了身为外卖送餐员的男主角徐天，并为该片创作并演唱主题曲《走了》，这也是他首次在影视作品中担纲男一号；11月29日，获得亚洲音乐盛典最佳男歌手奖；同年，与牛骏峰、吴谨言、小叮当、王妍言合作主演公路青春喜剧题材电影《说走就走之毕业旅行》。

2018年7月20日，作为固定嘉宾参加的湖南卫视青春合伙人经营体验节目《中餐厅第二季》开播；9月14日，与牛骏峰、吴谨言、谢昀杉联袂主演的爱情喜剧电影《说走就走之不说再见》上映，在片中饰演呆萌学霸熊波，并为该片创作及演唱了主题曲《说走就走》；10月，白举纲《耳盲》全国巡演正式启动，先后在北京、长沙、成都、上海、重庆、深圳6城举行。

2019年1月6日，获得QChina2018年度音乐盛典年度最佳摇滚歌手奖；1月17日，获得“花房之夜”年度人气歌手奖；4月，参加北京卫视音乐赛事节目《中歌会》；5月2日，参加湖南卫视“新青年耀青春”纪念五四运动100周年文艺晚会，与宁桓宇、于湉、张阳阳共同演唱歌曲《幸福是奋斗出来的》；其后，作为下半区首发唱作人参加爱奇艺华语唱作人生态挑战节目《我是唱作人》，在7期节目中共演绎了7首原创歌曲，并在总决赛中协助下半季唱作人战队获得最终胜利；5月28日，他的不插电专辑首曲《着陆》上线；之后，《无恙》《真的吗》等不插电版陆续上线；7月14日，白举纲出席腾讯UCL高校电竞联盟挑战赛总决赛，与胡夏分别带领不同战队同台“对战”；7月25日，白举纲作为压轴嘉宾出席芒果音乐节；7月27日，参加张北草原音乐节；8月17日，作为乐团领队参加的中国首档乐队成长类音乐综艺《一起乐队吧》在优酷开播；与此同时，他还参加了仙女山草原露营音乐季；10月12日，参加青春体娱跨界类型节目《超新星全运会第二季》；12月18日，发行单曲《战士》；12月24日，创作情歌《小事》上线。

2020年1月17日，白举纲在中央广播总台网络春节联欢晚会上与白热化乐队演唱歌曲《哪吒》；2月，作为奇袭歌手参加湖南卫视《歌手·当打之年》。10月16日，发行专辑《白日梦境》，共收录8首歌曲；11月22日，白举纲“白日梦境”2020全国巡演第三站在杭州上演。

2021年8月12日，参加全景音乐竞演节目《披荆斩棘的哥哥》；8月，参与《哥哥的少年时代》；8月30日，白举纲将领衔主演中文原创音乐剧《人间失格》，定档12月上海大剧院。