2012年3月，樸海俊在懸疑電影《火車》中飾演高利貸業(yè)主，這是他首次出演影視作品 。2013年10月，出演由張俊煥執(zhí)導(dǎo)的動(dòng)作電影《華頤：吞噬怪物的孩子》，在片中飾演熟練使用各種槍械、行動(dòng)力強(qiáng)的范秀 。
2014年5月，SBS醫(yī)學(xué)愛情諜報(bào)劇《Doctor異鄉(xiāng)人》開播，樸海俊在劇中飾演朝鮮特工車鎮(zhèn)修 。10月，參演由金元錫執(zhí)導(dǎo)的tvN職場劇《未生》，在劇中飾演營業(yè)三組科長千關(guān)雄 。
2015年1至2月，出演音樂劇《月光妖精和少女》，飾演廣播電臺(tái)DJ開俊 。6月，OCN動(dòng)作懸疑劇《我的美麗新娘》開播，樸海俊在劇中飾演江南警察署警衛(wèi)、重案二組組長樸炯植 。9月，加盟由權(quán)相佑、成東鎰主演的犯罪喜劇電影《偵探：TheBeginning》，在片中飾演與盧警官一起辦案的刑警俊秀 。
2016年2月，搭檔金芝荷出演由李恩熙執(zhí)導(dǎo)的愛情電影《純情》。4月，由鄭址宇執(zhí)導(dǎo)的劇情電影《4等》上映，樸海俊在片中飾演曾為冠軍選手后放棄游泳的游泳教練 ，首次擔(dān)當(dāng)電影主演，并于同年憑借該片獲得第25屆韓國釜日電影獎(jiǎng)最佳新人男演員獎(jiǎng)提名 。6月，由金亞中等主演的SBS懸疑劇《Wanted》開播，樸海俊在劇中飾演女主角的丈夫、自私自利的經(jīng)理宋正浩。11月，與孔曉振、嚴(yán)智苑合作出演驚悚電影《Missing：消失的女人》。
2017年5月，出演由鄭允哲執(zhí)導(dǎo)的劇情電影《代立軍》 。11月，與鄭址宇導(dǎo)演再次合作，出演犯罪電影《沉默》 。2018年3月，tvN都市劇《我的大叔》開播，樸海俊與金元錫導(dǎo)演再次合作，在劇中飾演男主角的好友、出家修行的僧人謙德。5月，參演由李海暎執(zhí)導(dǎo)的動(dòng)作電影《毒戰(zhàn)》 ，并憑該片獲得第55屆韓國百想藝術(shù)大賞電影部門男子配角賞提名 。
2019年3月，與李善均、全素妮連袂主演犯罪電影《惡霸警察》 。6月，與金元錫導(dǎo)演第三次合作，出演由張東健、宋仲基、金智媛等主演的tvN奇幻懸疑劇《阿斯達(dá)年代記》，在劇中飾演對(duì)人類首領(lǐng)山雄十分忠誠的勇士武伯。8月，與鄭址宇導(dǎo)演第三次合作，出演由金高銀、丁海寅主演的愛情電影《柳烈的音樂專輯》。9月，與車勝元、全慧彬等共同主演的喜劇電影《加油，李先生》上映 。11月，與李英愛、李源根、劉在明等合作主演的劇情電影《請(qǐng)尋找我》上映 。12月，出演喜劇電影《始動(dòng)》。
2020年3月，搭檔金喜愛主演的JTBC情感倫理劇《夫妻的世界》開播，這是他首次擔(dān)當(dāng)電視劇男主角 。