于永海的演艺生涯始于2012年9月12日，当时他拍摄了吉列锋速三剃须刀系列
微电影《不能忍之清晨一刻中》。2013年，他出演了微电影《民间影帝》。2014年，他在电视剧《
步步惊情》中饰演青年殷成贵，这是他的首部电视剧作品。2015年，他在电视剧《
女医·明妃传》中饰演曹钦，并在同年参演了电视剧《
惊天岳雷》，在剧中饰演玖皇子。2016年，他在电视剧《
潜伏在黎明之前》中饰演方敏，与
杨烁、
吴刚共同出演。2017年，他在电视剧《
谈判官》中饰演司徒志高，与
杨幂、
黄子韬合作。同年，他在古装女性励志电视剧《
扶摇》中饰演反面角色
徐来，并在电视剧《
秋蝉》中饰演山本健治。2018年，他主演了电影《诡府神宫》，在片中饰演君无咎，并参演了电影《幻境猎手》，在剧中饰演阿玖。2019年11月，他发行了个人首支原创单曲《心变无非》。2020年8月，他在古装电视剧《
君九龄》中饰演李三冰，并在11月主演了电影《
遁甲天书》。2021年，他在古装电视剧《
风起洛阳》中饰演
韩冬青。2023年3月21日，他参演的电视剧《
春闺梦里人》在中国大陆首播。2024年6月29日，于永海参演的电视剧《
孤战迷城》播出。11月1日，于永海参演的电视剧《
珠帘玉幕》播出。