En 2023, se unió al Universo Cinematográfico de Marvel como Adam Warlock en Guardians of the Galaxy Vol.[4] Terminó sus estudios en la escuela independiente The Harrodian School, de Barnes (Londres).[4] En 2007, Poulter debutó en cine en Son of Rambow, trabajo por el que fue nominado a un premio BIFA en la categoría Actor revelación.[10]Al año siguiente, rodó una pequeña película independiente británica llamada Wild Bill, de Dexter Fletcher.[15]En 2014, trabajó en la película The Maze Runner, primera parte de la trilogía del mismo nombre.[21] También participó en The Little Stranger, película basada en la novela homónima de Sarah Waters.