1999年，延政勋出演SBS电视剧《波涛》中小配角正式出道。2000年，延政勋出演由申允燮执导的SBS电视剧《KAIST》。2001年9月，延政勋首次参演韩国电影《我老婆是大佬》。2002年，延政勋出演KBS短剧《DramaCity》青春篇。
2003年2月，延政勋出演KBS月火剧《黄手帕》，剧中饰演“尹泰英”；10月，延政勋与金泰希、李东健合作主演SBS日日剧《兴夫家的葫芦开了》，同年，出演KBS电视剧《迷迭香》。
2004年3月，延政勋主演KBS月火剧《白雪公主》，饰演花花公子“韩振宇”；6月，与张娜拉合作主演KBS周末剧《我想要爱》。
2005年1月5日，延政勋与金喜善、权相佑合作主演KBS水木剧《悲伤恋歌》；1月13日，与河智苑、玄彬主演韩国电影《长腿叔叔》；5月，延政勋与吴允儿主演的电影《恋爱魔术师》在韩国上映。
2008年8月，延政勋主演的MBC月火剧《伊甸园之东》首播。
2009年7月，延政勋出演白秀灿执导的SBS月火剧《Dream》。
2010年1月，与韩惠珍合作出演SBS月火剧《济众院》。
2011年10月，延政勋主演OCN电视台悬疑剧《吸血鬼检察官》。
2012年3月，与严智苑合作主演MBN周末剧《爱情能用钱买吗》；9月，主演OCN电视台悬疑剧《吸血鬼检察官2》。
2013年3月，延政勋与崔贞媛、李志勋主演韩国电影《好朋友们》；4月，延政勋出演MBC周末剧《金子轻松出来吧》，获得同年MBC演技大赏优秀演技奖。
2014年1月，延政勋首次出演中国香港电视广播有限公司时装爱情音乐电影《爱情来的时候》第三单元，饰演韩语老师。10月，韩国艺人延政勋出演成龙主演的好莱坞电影《Skiptrace》。
2015年5月，延政勋出演SBS水木剧《假面》。
