Pra-debut

Sebelum debut sebagai anggota BtoB, Sungjae berperan dalam drama Living In Chungdamdong^[3] sebagai anggota Invincible Chungdam No. 5, bersama dengan Seo Eunkwang, Lim Hyunsik, Jung Ilhoon BtoB, dan Lee Minwoo (kini mantan anggota C-Clown, T.K).

BTOB

Sungjae debut bersama BtoB pada tahun 2012. Grup ini telah merilis sebelas album mini (termasuk Asia Special Edition),^[4] sebuah singel digital, dan dua album studio.

Aktivitas solo

Pada Juli 2014, Sungjae menjadi pembawa acara program A Song For You bersama Kangin Super Junior dan Amber f(x).^[5][6] Kemudian, ia mengikuti acara varietas Hitmaker sebagai anggota dari grup proyek parodi yang diprakarsai oleh Hyundon dan Defconn bernama Big Byung. Ia diberi nama panggung YookDuk dan bergabung bersama Jackson Got7, N dan Hyuk VIXX. Grup ini merilis sebuah video musik untuk singel mereka yang berjudul "Stress Come On" pada 19 Agustus 2014.^[7] Ia juga berperan dalam drama televisi Plus Nine Boys sebagai atlet judo berumur 19 tahun bernama Kang Min-gu.^[8] Pada akhir tahun 2014, ia menjadi anggota dalam acara realitas Real Men dan keluar pada tahun 2015.^[9]

Pada Januari 2015, Big Byung kembali dengan singel keduanya "Ojingeo Doenjang" bersamaan dengan ditayangkannya Season 2 dari acara Hitmaker. Sungjae mendapatkan peran utamanya dalam serial drama remaja Who Are You: School 2015 sebagai Gong Tae-kwang. Dalam drama tersebut, ia bermain bersama Kim So-hyun dan Nam Joo-hyuk.^[10][11][12] Ia mendapatkan respon positif dari publik saat mengikuti kompetisi acara musik King of Mask Singer dan bergabung sebagai Tired Bumblebee. Ia meraih posisi ketiga dalam kompetisi tersebut dengan membawakan lagu "Thanks" oleh Kim Dong-ryul. Ia juga bergabung dalam Season 4 acara realitas We Got Married sebagai suami dari Joy Red Velvet.^[13][14] Ia menjadi bagian dari drama horor-misteri The Village: Achiara's Secret bersama Moon Geun-young.^[15] Ia berperan sebagai petugas polisi bernama Park Woojae. Pada Desember 2016, Sungjae mendapatkan peran sebagai Yoo Deokhwa dalam serial drama Guardian: The Lonely and Great God dan mendapatkan respon positif dari publik untuk aktingnya pada drama tersebut. Dalam drama Goblin, ia juga bermain bersama Gong Yoo, Lee Dong-wook, Kim Go-eun dan Yoo In-na. Pada Mei 2020, Sungjae kembali menjadi aktor dan menjadi pemeran utama dalam drama Mystic Pop-up Bar, ia juga beradu akting bersama Hwang Jeung Eum, Choi Won Young, Lee Jun Hyeok dan Jung Daeun. Dan pada November 2022, Yook Sungjae kembali sebagai aktor akting dalam drama The Golden Spoon sebagai Lee Seungchon. Pada tahun 2025, Sungjae kembali menjadi aktor dengan berperan sebagai Kangchul dan Yoon Gap pada drama The Haunted Palace.

Extended Play

Single

Kolaborasi

OST

Penampilan video musik

Acara varietas

Drama televisi

Pembawa acara