2001年,出演電視劇《蕭十壹郎》飾演反派連城璧,2003年參演科幻傳奇劇《少年王》;2004年主演奇幻武俠片《水月洞天》。2011年,主演航天電影《飛天》奪得第28屆金雞獎最佳影片。2011年8月,電影《忠烈楊家將》開機,於波在其中飾演楊二郎。
2012年~2014年,於波先後參演以華夏始祖黃帝為題材的電影《軒轅大帝》,飾演男壹號“黃帝”;參演《秀麗江山之長歌行》,飾演更始帝劉玄;參演《午夜蝴蝶》飾演劉恒升;參演《解憂公主》,飾演漢武帝;參演《赤水河》,飾演王用介;參演《秦時明月》,飾演漢高祖劉邦;參演電影版《步步驚心》,飾演太子愛新覺羅·胤礽。
2015年,於波參演電影《我們遇見松花湖》。
2015年6月,於波因出演《忠烈楊家將》,獲上海國際電影節成龍動作電影周“鋼鐵人獎”最佳動作男演員提名。