Es conocido por sus interpretaciones en películas como Re-encounter, Architecture 101, A Werewolf Boy, Whistle Blower, Perfect Proposal, Mood of the Day, así como por las series dramáticas Gu Family Book, Reply 1994, Warm and Cozy y más recientemente en Kim, el doctor romántico y When The Phone Rings.

Cuando tenía seis años, su familia se mudó debido a que su padre, un profesor, fue trasladado a la universidad nacional al sur de la Provincia de Gyeongsang.

[7]​[8]​ Pronto se hizo famoso como el antagonista en la exitosa película Architecture 101,[9]​ y A Werewolf Boy.

[17]​[18]​ En el 2015, fue elegido para su primer protagónico como el dueño de un restaurante y chef en la serie de comedia romántica Warm and Cozy, escrita por las hermanas Hong y filmada en la Isla Jeju.

[20]​[21]​ Posteriormente, protagonizó Le Passe-Muraille ("El hombre que caminó a través de la pared"); el cual fue su primer musical desde su debut como actor profesional (Yoo tuvo previamente apariciones en teatro mientras estudiaba en la universidad).

[22]​ En 2016, protagonizó el drama musical Love, Lies seguido de la comedia romántica Mood of the Day.

Ese mismo año se unirá al elenco de la película New Year's Eve.