2009年，参演《小岛》。

2011年，与詹姆斯·弗兰科合作出演的电影《猩球崛起》在美国上映。

2012年5月24日，与妮可·基德曼、扎克·埃夫隆合作出演的电影《报童》在戛纳电影节首映。2012年12月21日，与汤姆·克鲁斯合作出演的电影《侠探杰克》在美国上映。

2013年，与福里斯特·惠特克合作出演的电影《白宫管家》在美国上映。

2014年6月17日，主演由艾略特·莱斯特执导的电影《夜莺》在洛杉矶电影节首映。

2014年，与马修·麦康纳合作出演的电影《星际穿越》上映。2014年11月11日，与蒂姆·罗斯合作主演由阿娃·杜威内执导的电影《塞尔玛》在美国AFI电影节首映。

2016年11月25日，与裴淳华合作主演的电影《联合王国》在英国院线上映。

2018年，与查理兹·塞隆合作主演的喜剧电影《外国佬》上映；同年，与丹尼尔·布鲁赫、章子怡联袂出演的电影《科洛弗悖论》在Netflix线上播出；同年，与莉莉·柯林斯、奥利维娅·科尔曼联袂出演了电视迷你剧《悲惨世界》。

2020年，与汤姆·赫兰德联袂出演的电影《混沌漫步》在美国上映。

美国电影电视金球奖

• 2016第73届美国电影电视金球奖电视类-迷你剧/电视电影最佳男主角奖《夜莺》（提名）
• 2015第72届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角奖《塞尔玛》（提名）

英国电影学院奖

• 2010第63届英国电影学院奖电视奖-最佳男主角奖《小岛》（提名）

黄金时段艾美奖

• 2015第67届黄金时段艾美奖限定剧/电视电影最佳男主角奖《夜莺》（提名）

MTV电影奖

• 2015第24届MTV电影奖最具突破表演《塞尔玛》（提名）

评论家选择奖

• 2014第20届评论家选择奖最佳男主角奖《塞尔玛》（提名）

美国电视评论家选择奖

• 2015第5届美国电视评论家选择奖电视电影/迷你剧集类最佳男演员奖《夜莺》（获奖）

美国非裔影评人协会奖

• 2014非裔影评人协会奖最佳男主角奖《塞尔玛》（获奖）

大卫·奥伊罗在银幕上令人信服的塑造了美国黑人解放运动的灵魂人物马丁·路德·金博士，一战成名。《塞尔玛》为大卫·奥伊罗带来的不只是金球奖提名，也让他一跃成为全球黑人演员中最受瞩目的实力派新生代。