2002年，出演荧屏处女作NBC喜剧《艾德》 。2003年，吉姆在奥黛丽·塔图主演的电影《除了向上爬我们别无选择》中饰演一名卡司助理 。2004年，客串出演电视剧《Judging Amy》。2007年，与约翰尼·盖尔克奇、卡蕾·措科共同主演情景喜剧《生活大爆炸》，因在剧中饰演Sheldon Cooper 博士一角而让观众熟知 。2008年，主演《生活大爆炸》第2季 。2009年，主演《生活大爆炸》第3季 ，该季开播后收视率比前两季上升35 .7%，涨幅在美国黄金档电视剧中排名第一 。同年，客串电视剧《恶搞之家》第八季中Gay-jacker 一角 。2010年，主演《生活大爆炸》第4季 ，同年，获得第62届艾美奖喜剧类最佳男主角奖 。2011年，主演《生活大爆炸》第5季 ，并获得了第68届美国金球奖音乐喜剧类剧集最佳男主角 以及第63届艾美奖喜剧类最佳男主角奖 。2012年，主演《生活大爆炸》第6季 ，并获得2012年人民选择奖最受欢迎喜剧类TV男演员提名 。同年，参与托尼奖的颁奖嘉宾 。2013年，主演《生活大爆炸》第7季 ，并在9月第三度因Sheldon Cooper这一角色获得第65届艾美奖喜剧类最佳男主角奖 ，另外，凭借该角色还获得了第15届青少年选择奖最佳喜剧TV男演员 。2014年，参演由Larry Kramer编剧的电影《平常心》，剧中饰演AIDS宣传员Tommy Boatwright 。8月26日，吉姆第4次凭借《生活大爆炸》获得第66届艾美奖喜剧类最佳男主角称号 。