2010-2011:
innan han tog examen från Queensland University of Technology gjorde Thwaites sin filmdebut in Charge Over You, en oberoende film från 2010. Efter att han tog examen, Thwaites fortsatte med att visas i ett avsnitt av Sea Patrol och i kortfilmen, Headsmen.
i November 2010 spelades Thwaites tillsammans med Adele Perovic, Ben Schumann, Emily Robinsoch Gracie Gilbert i en ny Fox8 Australisk tonårsdramaserie, glida. Showen följer fem tonåringar i Brisbane som tar sig till vuxen ålder. Thwaites tror att hans karaktär, Luke Gallagher, ” står tillbaka lite. Han tittar. Han kämpar med familjefrågor. Han har dragit in eftersom det var en chans att hitta bättre vänner och en möjlighet att vara en del av en grupp. Han är en cool, accepterad unge. Några vänner han kan älska och hjälpa honom att mogna.”Thwaites gjorde sitt första framträdande på Slide i seriens premiäravsnitt den 16 augusti 2011. Serien sprang en säsong.
strax efter att Thwaites flyttade till Sydney från Cairns i April 2011 fick han en fem månaders återkommande roll som Stu Henderson i den 24: e säsongen av hemma och borta. Thwaites kallade showen en bra inlärningsupplevelse och sa att hans medstjärnor var lätta att arbeta med. Thwaites gjorde sitt första framträdande som Stu, en medlem av River Boys, den 23 augusti 2011. Tristan Swanwick från Courier-Mail sa att Thwaites var en” lite för vacker för att vara en bad-ass River Boy ” men att vissa falska tatueringar skulle balansera det intrycket. Av hans karaktär sa Thwaites, ” Stu är fantastisk, han har några slagsmål, han får tjejerna, det är fantastiskt kul.”
2012–2016: 9047>
efter Thwaites flytt till USA skrev han på för att spela den manliga huvudrollen i tv-filmen 2012 Blue Lagoon: The Awakening motsatt australisk skådespelerska Indiana Evans. Filmen fick generellt blandade recensioner, med Zap2it som berömde både Thwaites och Evans ”(mestadels) trovärdiga” skådespel och The New York Times säger att deras föreställningar var överlägsna ledarna i seriens första film.
år 2013 spelade Thwaites i den psykologiska/övernaturliga skräckfilmen Oculus, som den manliga ledningen Tim Russell. Produktionen på filmen började i oktober 2012 i Alabama och slutfördes några veckor senare. Filmen släpptes först den 5 September 2013, vid 2013 Toronto International Film Festival, och fick en världsomspännande biopremiär den 11 April 2014. Hans framträdande som Russell mottogs väl av Indiewire, som hävdade att Thwaites upprätthöll en ”trovärdigt rädd uppförande” genom hela filmen.
under 2014 återvände Thwaites kort till Australien för filmning av brottsthriller Son of a Gun. Främst skjuten i Perth, Kalgoorlie och Melbourne, Thwaites var tvungen att provspela för den del av JR ”upp till 10 gånger innan landning rollen.”När det gäller hans karaktär sa Thwaites:” jag hoppade på möjligheten att prova när det här kom upp och jag tyckte att karaktären var ett mycket sårbart barn bland konstiga män som på något sätt är en inspiration. Jag tyckte bara att det var intressant som en ung man själv.”Thwaites fick kritikerros för sin skildring av JR, med Variety som hävdade att han ”gör en lämpligt skarpögd, renskrubbad bly och behåller en slags porös naivitet även när karaktären får sitt blod upp” och Sydney Morning Herald berömmer sin roll som den utmanade hjälten i tomten. Filmen hade premiär i Australien den 16 oktober 2014.
2014 uppträdde Thwaites i Maleficent som prins Phillip tillsammans med Angelina Jolie och Elle Fanning. En maleficent uppföljare släpptes 2019, men Harris Dickinson omarbetades i Thwaites roll eftersom Thwaites inte kunde återvända på grund av schemaläggningskonflikter. Dessutom spelade han i signalen som den manliga huvudrollen, Nic Eastman, motsatt Laurence Fishburne och Olivia Cooke. Filmen öppnade på Sundance Film Festival i Januari, sju månader efter fotografering på plats i öknen i New Mexico. Thwaites fick beröm i en recension av Plain-återförsäljaren som noterade att hans prestanda i signalen var ”som en övertygande närvaro i förarsätet när det blir freakier och freakier runt honom.”
senare på året hade han också huvudrollen i givaren, spelar Jonas, tillsammans med Jeff Bridges och Meryl Streep. Främst filmad i Sydafrika, filmen möttes med allmänt blandade till negativa recensioner, med The Telegraph kritisera Thwaites skildring för ”han att ge oss lager, konflikt hjälte denna film ”. I alla fall, hans skildring mottogs väl av Huffington Post, som berömde Thwaites skådespel och av Plain Dealer, som noterade att de ”snabbt stigande Thwaiterna…gör ett bra jobb med huvudrollen.”Han tilldelades australierna i filmen” Breakthrough Award ” för sin roll i givaren.
Thwaites spelade in Gods of Egypt, tillsammans med Gerard Butler och Geoffrey Rush. Han spelade Bek, en mänsklig tjuv. Huvudfotografering på filmen började den 20 mars 2014 på Fox Studios i Sydney, Australien, och filmen släpptes över hela världen den 26 februari 2016.
2017-nu:
Thwaites medverkade i fantasyäventyrsuppföljaren Pirates of the Caribbean: Dead Men Tell No Tales, som släpptes den 26 maj 2017. Thwaites skildrar Henry Turner (son till Orlando Bloom och Keira Knightleys karaktärer), mittemot Johnny Depp, Geoffrey Rush och Javier Bardem. Inspelningen av filmen inleddes i februari 2015 på Gold Coast i Queensland, Australien.
efter pirater hade Thwaites en ledande roll i 2017 Christian film, en intervju med Gud, porträttera en ung journalist, Paul Asher. I denna roll spelade han motsatt Oscar-nominat David Strathairn. Thwaites spelades sedan som Dick Grayson / Robin i DC Universe-serien Titans som började sändas 2018.