2003年朴有天回到韩国,以solo歌手预备成为SM练习生,练习时长为6个月。12月26日,朴有天作为东方神起成员在SBS电视台节目新年“specialshow”中首度亮相演唱。
2004年1月24日,朴有天所在组合发行首张单曲《Hug》;2月6日通过录制MBC电视台音乐节目《MusicCamp》宣布正式出道。艺名“秘奇有天”有秘密武器的意思,主要负责中低音和Rap主唱。朴有天是组合中第一位出演综艺节目和第一位发表自作曲的成员,是队中词曲创作主力。
2005年4月,朴有天所在组合与日本Avex旗下的“RhythmZone”签约,以日语单曲《StayWithMeTonight》作为J-POP的新人正式在日本出道。
从出道至2006年,朴有天出演了SBS反转剧并主演公司自制电影《Vacation》、《在地球上恋爱》等作品。
8月,朴有天主演KBS月火剧古装剧《成均馆绯闻》,正式以演员身份出道。朴有天所在组合演唱了该剧主题曲《找到了》,并在官司诉讼后首次以组合形式在电视台KBS演技大赏上演唱,其原声碟销量超过十万。该剧创下2010年KBS海外出口纪录,网络收视第一位。朴有天凭此剧获得同年KBS演技大赏最佳新人奖、人气奖,与朴敏英获得最佳CP奖和2011年第47届百想艺术大赏最佳电视类新人奖、人气奖,第六届SDA首尔国际电视节韩流最佳男演员、最受欢迎演员奖等奖项。10月,朴有天所在组合发行首张英文专辑《TheBeginning》,并展开世界showcase巡演。
2011年1月,朴有天所在组合发行音乐随笔《TheirRooms》。5月,朴有天主演的《雷普利小姐》播出。剧中饰演日本知名度假村会长儿子宋裕贤。朴有天演唱了插曲《为你保留的空位》。拍摄期间与组合世界巡演行程并行,因拍摄日程过劳、压力等导致免疫力低下,在拍摄结束前一周患上带状疱疹,带病坚持工作。他凭借此剧,斩获2011年MBC演技大赏新人奖、2012第48届百想艺术大赏电视剧部门人气奖。9月朴有天所在组合发行韩语专辑《InHeaven》,并在亚洲、北美、欧洲、南美展开首次世界巡演,是韩国歌手首次在南美开演唱会。
2012年3月,朴有天主演的穿越爱情喜剧《屋塔房王世子》开播。剧中一人分饰两角,一是朝鲜时代王世子李恪,二是家族继承人龙泰。在拍摄初期,朴有天的父亲在他从南美巡演回韩国时病故,有天在极度悲伤中处理完后事后很快回归剧组,以敬业的精神继续拍摄喜剧。拍摄期间曾发生严重车祸,有天感到不适仍直接前往拍摄现场,照常出席百想大赏,一周后事务所通报事件才得知。最后在水木剧收视之争中夺得一位。凭借此剧获得第七届SDA首尔国际电视节韩流最佳男演员、最受欢迎演员奖;同年获得SBS演技大赏男子优秀演技奖、十大明星奖、人气奖,最佳CP奖等众多奖项。7月百度贴吧联合签名,申请朴有天来中国举行粉丝见面会,请愿人数超过5000人。8月,为响应粉丝朴有天以中国上海为起点,在中国深圳、台湾、泰国三地完成了个人亚洲巡回粉丝见面会,动员1万7千多名粉丝。11月,朴有天主演的《想你》开播。剧中饰演重案组刑警韩正宇。剧中朴有天的哭戏演技爆发,21集数中有天的哭戏高达30次,掀动观众情绪。凭借此剧,获得2012年MBC演技大赏男子优秀演技奖。11月28日,朴有天和另两位成员与前经纪公司SM签订和解协议,双方的专属合约至2009年7月31日截止,今后双方互不干涉活动。
2013年1月11日,朴有天媒体日活动在京举行。2月20日,亚组委宣布JYJ担任2014仁川亚运会宣传大使,并演唱主题曲《OnlyOne》。24日,朴有天作为唯一被邀请的韩国艺人担任2013年湖南卫视元宵喜乐会的压轴表演嘉宾,这是朴有天的内地综艺首秀。25日,组合出席韩国第18任总统朴槿惠的就职仪式并祝贺献唱。4月2日,朴有天所在组合在日本巨蛋举办连续三天的回归演唱会,并公开个人自作曲《与她漫步春天》。5月,有天凭借韩剧《想你》获得2013第49届百想艺术大赏电视剧部门男子人气赏,成为了百想艺术大赏历史上第一个连续三年获得人气奖的男艺人。7月,朴有天当选2013上半年最佳K-Pop代表。10月,朴有天主演的第一部电影《
海雾》开拍。该电影由韩国著名编剧沈成宝首次担任导演、著名导演奉俊昊首次担任制作人,讲述了6名船员所搭的渔船“前进号”在茫茫大海中载着偷渡者而卷入一场无可挽回事件的故事,有天为电影晒黑增肥练壮,饰演船上负责食物年纪最小的老小船员。该电影于2014年8月13日在韩国上映,受邀参加了第39届多伦多国际电影节主展映单元并代表韩国角逐第87届奥斯卡金像奖最佳外语片,获得了夏威夷国际电影节最高奖---金兰花奖最佳剧情片奖,作为韩国唯一一部入围第72届金球奖初选名单的电影,获得角逐最佳外语片奖资格。
7月,朴有天日本见面会于9日在横滨ARENA举行,动员15000名观众,抢票竞争率达5:1。18日,朴有天主演的中韩首部著作权保护公益宣传片开拍,中国国家版权局和韩国文化体育观光部给他颁发感谢牌,该宣传片在下半年于中国CCTV和省级卫视台及韩国电视台播出。29日,组合发行专辑《JustUs》并展开亚洲巡演。9月19日,所在组合亮相2014仁川亚运会开幕式,演唱《Empty》和亚运主题曲《OnlyOne》。10月3日出席釜山电影节名为“演员的诞生”开放访谈(OpenTalk)活动。11月,朴有天凭借电影《海雾》获得第34届韩国电影评论家协会奖、第51届韩国电影大钟奖和第15届釜山电影评论家协会奖的最佳新人男演员奖。同月,所在组合开始在日本举行“一期一会”巨蛋巡回,于18、19两日在日本东京动员的演唱会动员了10万粉丝。12月,获得第4届韩国美丽艺术家奖的新人艺术家奖、第35届韩国青龙电影奖的最佳新人男演员奖,所在组合13、14两日在日本大阪的演唱会动员约7万5千名粉丝。19日,朴有天获得由韩国电影演员协会举办“明星之夜”活动的“韩国电影人气明星赏”,所在组合23、24两日在福冈进行了日本巨蛋巡回的最后一站,从11月东京公演开始到福冈为止共动员24万粉丝。朴有天被CINE21杂志评为〈Bestof2014〉年度新人男演员。31日,凭借电视剧《ThreeDays》获得SBS演技大赏男子最优秀演技奖、十大明星奖。
2015年1月12日,朴有天被中国演艺记者及电影相关人士选为2015年最期待的韩国演员。1月29日,凭借<海雾>获韩国电影记者协会主办的“第六届年度电影赏”新人男演员奖。2月7日,朴有天在北京奥体中心举办了主题为“PARKYUCHUNTourLovingYU”的个人粉丝见面会。14日,在成都举办个人见面会与粉丝度过情人节,并现场演唱中文版《十年》和《
童话》。26日,朴有天获得由观众投票产生的第十届MaxMovie最佳电影奖之最佳新人奖。2月27日,朴有天确定出演SBS电视台新水木剧《看见味道的少女》,该剧于4月1日首播。此剧播出后在中国微博居电视剧部门热搜一位,在美国最大的IPTVhulu上韩国电视剧热度排名一位,在dramafever、全球dramaviki中也同样名列前茅。4月9日,朴有天客串电影《清醒梦》。5月24日,朴有天在韩国首尔63大厦和1500名专程到首尔的日本粉丝们进行了惊喜见面会。26日朴有天凭借《海雾》获得第51届百想艺术大赏电影部门最佳新人男演员奖,完成电影新人奖9冠王。自此,朴有天将韩国电影类三大奖项都收入囊中。5月30、31日在韩国高丽大学举办以“暖房”为主题的生日party粉丝见面会,动员了国内及从亚、欧、南美前来的8000名粉丝们。6月23、24日在日本横滨举办《看见味道的少女》专题个人见面会,动员2万4000粉丝参与。7月朴有天分别在日本大阪、名古屋、横滨三地举办6场专题“ALLABOUTYU”个人见面会,门票均在短时间内销售一空还增加站票与受限区,每场动员万余名粉丝参加。8月,朴有天无偿献声韩国电影纪录片《奇迹的钢琴》。