Chris Zylka gibt sein Debüt im Jahr 2008 in einer Gastrolle der Teenie-Serie 90210. Es folgen weitere Gastauftritte bis er in 10 Things I Hate About You (2009) eine wiederkehrende Rolle an Land zieht. In der TV-Spielfilm-Reihe „My Super Psycho Sweet 16“ (2009) hat er eine der Hauptrollen inne.
Sein Debüt auf der Kinoleinwand gibt der polnisch stämmige Darsteller in der Sci-Fi-Komödie „Kaboom“ (2010) und ist in Nebenrollen in „Shark Night 3D“ (2011) und „Piranha 3DD“ (2012) zu sehen. Als Flash Thompson, Peter Parkers Highschool-Tyrann, erscheint er in „The Amazing Spider-Man“ (2012). In The Secret Circle hat er die Rolle von Jake Amstrong inne.
In der Teen-Mysteryserie Twisted erscheint er 2013 in vier Episoden. Im Jahr 2014 übernimmt er eine Hauptrolle in der HBO-Dramaserie The Leftovers. Dort spielt er die Rolle des Tom Garvey, der Sohn von Kevin Garvey (Justin Theroux).
Chris Zylka war 2012 mit Pretty Little Liars-Darstellerin Lucy Hale liiert, später verlobte er sich zwischenzeitlich mit dem Model Hannah Beth und outete sich im Februar 2017 als Mann an der Seite von Paris Hilton.
Chris Zylka kann zwei Auftritte als Hauptdarsteller in Serien für sich verbuchen.
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In der Drama-Serie The Leftovers spielte Chris Zylka die Rolle von Tom Garvey 2014-2017.
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In der Mystery-Serie The Secret Circle spielte Chris Zylka die Rolle von Jake Armstorng 2011-2012.
Chris Zylka absolvierte 36 Gastauftritte in anderen Serien.