13歳で芸能事務所に所属し、デビューに向けてレッスンをスタートさせますが、長身かつ西洋的な顔立ちであるため演じられる役柄が限定されてしまい、オーディションにも100回以上落ちるなど悔しい思いをしました。

2003年、17歳の時にミュージカル 『美少女戦士セーラームーン』の地場衛 / タキシード仮面役で俳優デビューを果たします。その後『ミュージカル・テニスの王子様』（2005年）、『スウィーニー・トッド』（2007年）などで舞台経験を積み、ミュージカル俳優としても活躍の場を広げていきました。

テレビドラマ出演の機会も増え、『ハケンの品格』や『花ざかりの君たちへ〜イケメン♂パラダイス〜』、『交渉人〜THE NEGOTIATOR〜』などでレギュラー出演の役柄を務めるようになり、知名度を上げていきました。

1994年、実母の勧めで4歳の頃から児童劇団のアクターズスタジオつくば校に所属し、1997年にNHKの連続テレビ小説『あぐり』で子役としてデビューを果たしました。

2004年にアミューズに所属し、その後も、『連続テレビ小説「ファイト」』、『いま、会いにゆきます』、『アンフェア』など、ドラマを中心に順調にキャリアを重ねていきました。

2006年に放送された中学生の妊娠というテーマを扱った社会派ドラマ『14才の母』でヒロインの相手役の中学生を演じ注目を集め、2007年公開の映画『恋空』の大ヒットでブレイクを果たしました。本作で第31回日本アカデミー賞新人俳優賞を受賞しました。

ドラマ・映画・舞台・ミュージカル等幅広く活躍し、演技力に加え卓越した歌唱力とダンスの技術により「表現者」とも称された三浦春馬でしたが、 2020年7月18日に自ら命を絶ち30歳という若さでこの世を去りました。

三浦春馬主演のドラマ『サムライ・ハイスクール』で2人は共演をしました。城田優は三浦春馬演じる望月小太郎のクラスメイトの中村剛を演じました。

この共演以来、親友のような兄弟のような関係になり、プライベートでも親交があったようです。

『サムライ・ハイスクール』での共演から8年越しにドラマ『オトナ高校』で再共演を果たしました。

城田優は大好きな親友との8年ぶりの制服共演にとても喜んだとインタビューで語っています。

ドラマ『サムライ・ハイスクール』で共演して以来、親友のような関係を築いていた2人でしたが、実は2人は親友じゃなかったという噂が流れています。また、城田優が三浦春馬を監視していたという噂まで！この噂は本当なのでしょうか？噂の真相についてまとめました。

2020年7月18日に三浦春馬が亡くなったことが報じられました。その日、城田優は生放送の「音楽の日2020」に出演予定で、スタンバイしていたところに訃報が届いたようです。

本番ではGReeeeNの楽曲「キセキ」とディズニー映画劇中歌の「リメンバー・ミー」を泣き腫らした赤い目のまま歌い上げ、多くの視聴者の胸を打ちました。

亡き親友を想い歌う城田優の姿に涙した方は多かったのではないでしょうか。しかし、実際は城田優と三浦春馬は親友じゃなかったのではないかという噂が流れるようになりました。

2022年3月1日、暴露系YouTuberとして話題のガーシーこと東谷義和が城田優と三浦春馬は「親しい関係ではなかった」と暴露しており、2人は親友ではなかったという内容の話をYouTubeチャンネルで話していました。

最初は一緒に遊んだりしていたそうですが、次第に三浦春馬は城田優と遊んでいても「帰りたい」と漏らすようになったのだそうです。

「音楽の日2022」では、親友のために涙を流しながら歌ったという風に誰しもが思ったと思いますが、東谷義和によると「好感度を上げる為だった」とのことです。

東谷義和の発言を聞いた後、ガーシーchの視聴者の中には「涙は出ていなかった」と発言する人も多くいました。