2013年与袁咏仪等合作，在宁财神编剧的古装喜剧《龙门镖局》中饰演“山鸡”一角，正式进入娱乐圈；9月份与李立群、邓萃雯等合作在蒋家骏、查传谊执导的电视剧《风雷急》中出演男二号方俊生；同年与王宝强、小沈阳等出演电影《不可思异》，饰演威廉一角，这是其首部电影作品。 2014年3月与艾德·维斯特维克等主演的好莱坞电影《绝命航班》上映，尹正饰演万虎一角。同年参演电视剧《红色青橄榄》，首次担任男一号郎兴。 在惊悚电影《女生宿舍》中饰演主角之一的邹志勇 11月拍摄大型玄幻神话偶像剧《山海经之赤影传说》，饰演12型男之一素水。 2015年1月拍摄青春幽默喜剧《乌鸦嘴女郎》饰演宅男科学家乔慕渔。 9月，因在喜剧电影《夏洛特烦恼》中饰演学霸袁华从而打开知名度。 10月在侯鸿亮监制的电视剧《他来了，请闭眼》中饰演傅子遇，并凭其出色的演绎在第19届华鼎奖中国百强电视剧满意度调查发布颁奖盛典中获封“最佳新锐演员” 并在同年11月“2015亚洲影响力东方盛典”中获得影视势力飞跃演员奖。 2016年7月，主演大型古装奇幻电视连续剧《大话西游之爱你一万年》 饰演唐僧 ；9月民国谍战电视剧《麻雀》在湖南卫视黄金档播出，尹正在其中饰演反面多变的苏三省 。11月，主演的古装喜剧《极品家丁》在优酷播出，尹正在片中饰演高酋 ；同年，出演华语悬疑片《大侦探霍桑》饰演包朗 。