1999年，佐佐木藏之介首次主演剧情电视剧《恐怖童话：爱丽丝梦游仙境》， 饰演一位公司职员。2004年，与天海祐希等合作主演家庭情感剧《最后的礼物》， 饰演工薪族父亲小田聪。2006年，主演喜剧电影《间宫兄弟》， 饰演在啤酒厂当试酒员的哥哥明信； 同年，搭档草剪刚、香里奈主演都市电视剧《我脚下之路》，饰演怕老婆的上班族哥哥秀治； 同年，出演医疗题材电视剧《医龙》，饰演有良心的内科医生藤吉圭介 。2007年，出演都市电视剧《料理新鲜人》，饰演完美主义者副厨师长桑原敦； 同年，与妻夫木聪、夏木麻里合作主演奇幻喜剧电影《凭神》； 同年，与坂口宪二等合作出演电视剧《医龙2》。 2008年，出演校园奇幻喜剧《鹿男与美丽的奈良》，饰演美术老师福原重久； 同年，与观月亚里莎等合作主演社会题材电视剧《齐藤太太》； 同年，搭档市原隼人等主演青春喜剧电影《我们与驻在先生的700日战争》，饰演无气概的当地警察驻在。 2009年，出演悬疑电视剧《迷离三角》； 同年，搭档长泽雅美主演爱情电影《群青：爱已沉没的海的颜色》； 同年，主演刑侦电视剧《神南署安积班》；同年，出演商战电视剧《不毛地带》。 2010年，搭档中村俊介主演《神南署安积班2》； 同年，与志田未来合作主演都市奇幻剧《秘密》，扮演与灵魂是妻子的女儿藻奈美相处的父亲平介。 2012年，主演《神南署安积班》系列第五部《警视厅安积班》； 同年，与长泽雅美、小栗旬合作主演剧情电影《岳：冰峰救援》，饰演救援队队长野田正人。 2014年，出演推理电影《所罗门的伪证》中主人公藤野凉子的父亲； 同年，主演本木克英执导的喜剧电影《超高速！参勤交代》，扮演一位江户时代的汤长谷藩藩主。 2015年，搭档永作博美主演喜剧电影《夫妇日记》，在片中饰演丈夫清水。 2016年，出演喜剧电影《超高速！参勤交代：归来》，饰演藩主内藤政醇。 同年，参演竞技题材的电影《三月的狮子》，饰演一位著名棋手 。同年，参演推理题材电影《破门》（暂定名） ，饰演私吞电影经费潜逃的桑原 。