Mizushima apareció por primera vez en la televisión japonesa en 2005, donde interpretó a Hiro Misawa, un personaje secundario en la segunda temporada de Gokusen.
En el mismo año, hizo apariciones en dramas japoneses como Ame to Yume no Ato ni y obtuvo un pequeño papel en el drama de TBS, Brother Beat.
En 2009, protagonizó el drama Mei-chan no Shitsuji como Rihito Shibata, un mayordomo perfecto.
En 2010, obtuvo el papel de Ryusuke Minami en la película Beck, en la que una vez más actuó junto a su coestrella en Mei-chan no Shitsuji, Takeru Sato.
En 2014, interpretó a Sebastian Michaelis en la película Black Butler, en la que también se desempeña como coguionista y coproductor.
Aunque para él, sus años en la escuela no fueron buenos, ya que fue intimidado y discriminado.
En diciembre de 2014, ambos confirmaron que su esposa estaba en la dulce espera.