2005年，担任年代情感剧《雪花那个飘》的导演助理。2006年，执导的短片《回家》获同里全国高校影像展一等奖。

2007年，毕业后担任纪录片《遍路》和数字电影《着色的青春》的执行导演。

2010年6月，路阳完成了他的第一部电影作品《盲人电影院》，凭借这部导演电影处女作《盲人电影院》获得韩国釜山国际电影节新浪潮单元KNN奖，俄罗斯喀山电影节最佳影片奖，中国金鸡电影节最佳导演处女作奖。

2011年，执导的微电影《缘来柿你之告白》上线播出。

2012年，完成第二部电影《前任告急》，影片锁定“公路爱情”的主题，融入亲情淡漠、商业竞争、就业压力等诸多现实元素，该片入围2012年韩国釜山国际电影节亚洲之窗单元。

2014年8月7日，执导个人第三部电影作品《绣春刀》上映，影片讲述了明末崇祯年间，锦衣卫三兄弟奉命追杀魏忠贤，最后却卷入到一场宫廷阴谋当中的充满悬疑的故事。该片获得第10届中美电影节金天使奖，路阳凭借该片获得第16届华鼎奖最佳新锐导演。

2017年7月，执导的个人第四部电影《绣春刀：修罗战场》上映。该片入围第二十五届北京大学生电影节主竞赛单元，路阳凭借该片提名最佳编剧奖。

2019年12月17日，路阳担任中国电影家协会青年和新文艺群体工作委员会副会长。

2020年8月28日，《金刚川》官宣导演阵容，将与管虎、郭帆联手执导。该片纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年，讲述了发生在抗美援朝战争中一段鲜为人知的历史往事，计划2020年内上映。

2021年2月21日，路阳执导的电影《刺杀小说家》上映。

2021年4月21日，电视剧《风起陇西》首曝概念海报并公布主创阵容。该剧改编自马伯庸的同名小说，由路阳执导。6月18日，凭借电影《金刚川》获得第18届电影频道传媒关注单元最受传媒关注导演。