2001年朱孝天演出偶像劇《流星花園》的男配角西門之后廣受歡迎，并與劇中其他三位男演員組成團體F4（又名：JVKV）。

2003年朱孝天搭檔周渝民、徐若瑄主演言情偶像劇《狂愛龍卷風(fēng)》，在劇中扮演萬寶龍。同一年，F(xiàn)4成為美國《福布斯》權(quán)力榜唯一入榜的華籍藝人和組合，影響力受國際媒體重視；美國新聞周刊遠赴臺來訪問，形容F4是制造“亞洲之光”的華人使者。

2003年－2004年，F(xiàn)4在印尼、菲律賓、泰國等地演唱，數(shù)以萬計的演唱會門票均迅即售光，一票難求，更創(chuàng)下華人歌手在當(dāng)?shù)匮莩獣淖疃嘤^眾人次紀錄；演唱會和活動屢次驚動各國的領(lǐng)導(dǎo)人、皇室、政府、警隊和各大媒體。

2005年，F(xiàn)4第一次在日本發(fā)行唱片，創(chuàng)下華語唱片在日本公信榜的最高位置紀錄，帶動“華流”在日本流行。

2006年，F(xiàn)4接受美國有線電視新聞網(wǎng)訪問，成為美國CNN首度專訪的亞洲團體。同一年搭檔李冰冰、楊丞琳領(lǐng)銜主演電視劇《天空之城》，扮演陸彬飛。同一年參演電影《東京審判》扮演肖南一角。該電影于9月1日上映。

2007年朱孝天搭檔秋瓷炫、胡靜主演古裝武俠劇《楚留香傳奇》，在劇中扮演楚留香。同一年，朱孝天參加在西班牙舉行的第7屆“常東升杯”世界太極與摔跤錦標賽。

2008年，F(xiàn)4踏上日本歌手的“圣地”日本武道館開唱，創(chuàng)下華語歌手于日本連開七場萬人演唱會的紀錄。4月份，朱孝天習(xí)武3年有成，繼2007年在西班牙奪下太極拳金牌，再參加“第17屆大湖杯全美武術(shù)錦標賽”。9月份，熱愛攝影的朱孝天受邀參加日本知名設(shè)計師村上隆在東京臺場舉行的藝術(shù)展。

2009年3月份，朱孝天連續(xù)第三年在日達糊本舉行個唱，在東京巨蛋JCBHALL和大坂開唱。11月起，朱孝天主演的新版舞臺喜劇《他和他的兩個老婆》拉開了全國巡演的序幕，大受觀眾熱捧。

2010年3月份，朱孝天連續(xù)第四年赴東京舉行個唱，他特地挑選自己最想唱的經(jīng)典爵士歌曲《Out OfMe》，還以DinnerShow方式賣票，4場下來吸金超過頸雅雄院1200萬元。

2011年朱孝天與黃圣依、何潔主演電視劇《沒有承諾的愛》，在劇中扮演韓嘉琪。同一年搭檔楊若兮、王雙寶領(lǐng)銜主演喜劇《家和萬事興之幸福的味道》，扮演小天。

2012年朱孝天在穎兒、鄭嘉穎主演的古裝情感大戲《英雄》中扮演范蠡。同一年參演電影《夢回三江》。

2013年朱孝天搭檔張翰、吳佩柔領(lǐng)銜主演都市情感勵志劇《華麗上班族》，在劇中扮演仲平。

2016年4月12日，朱孝天和女友韓雯雯是在沈陽秘密領(lǐng)證。

2015年4月16日，朱孝天作為嘉賓，在第五屆北京國際電影節(jié)開幕式上亮相。同一年10月份，參演愛情勵志喜劇《美夢成真》。

2017年，朱孝天參演電視劇《國民大生活》，扮演“淳于秋”一角。

朱孝天人物評價

朱孝天持重、成熟。也許正是這種樸實無華的魅力讓他眉宇間嶄露絲縷英氣，談笑時更顯迷人溫柔。他不僅演技好而且性格好，跟他當(dāng)年的成名人物“西門”一樣，有善待美女的習(xí)慣。（新浪娛樂評）