Metcalfe interpretó el papel de Miguel López-Fitzgerald en la telenovela de la NBC Passions desde el debut de la serie en julio de 1999. Se anunció en marzo de 2004 que no renovaría su contrato con la serie, y su última fecha de emisión fue en julio de 2004.
En octubre de 2004, Metcalfe protagonizó la serie de comedia dramática de ABC Desperate Housewives como el jardinero adolescente John Rowland, que está involucrado en una aventura con la ama de casa casada Gabrielle Solís (Eva Longoria). En 2005, Metcalfe ganó el premio » Choice TV Breakout Performance: Premio Masculino » en los Teen Choice Awards por su papel en el programa. Durante un breve período, Metcalfe hizo malabares con las Pasiones y los papeles de Amas de casa Desesperadas antes de dejar Passions para centrarse en Amas de casa Desesperadas a tiempo completo. Después de la primera temporada, el creador Marc Cherry reveló que Metcalfe volvería a la serie de forma recurrente. Metcalfe hizo su última aparición como estrella invitada especial en el programa en octubre de 2009.
En 2005, Metcalfe interpretó a un joven estudiante de secundaria en el video musical de la canción «Let Me Go» de 3 Doors Down.
En julio de 2006, Metcalfe interpretó al personaje titular en la película de comedia de 20th Century Fox John Tucker Must Die. La película, protagonizada por Sophia Bush, Brittany Snow, Arielle Kebbel y R&La cantante de B Ashanti, siguió a cuatro amigos que se propusieron romper el corazón de un tramposo serial al establecerlo con la nueva chica de la ciudad. La filmación tuvo lugar en Vancouver con un presupuesto de 18 millones de dólares. La película y la actuación de Metcalfe recibieron críticas mixtas y recaudaron más de 68.824.526 dólares en todo el mundo. Para promocionar la película, Metcalfe presentó un episodio del programa de televisión británico The Paul O’Grady Show en octubre, debido a que O’Grady no se encontraba bien.
En julio de 2008, Metcalfe protagonizó la película de terror Insanitarium retratar al protagonista, Jack. La película, que se centra en un joven que intenta sacar a su hermana de una institución mental, fue filmada en agosto y septiembre de 2007. La película recibió críticas negativas, aunque la actuación de Metcalfe recibió críticas positivas de los pocos críticos que revisaron la película. Ese mismo año Metcalfe protagonizó The Other End of the Line como el interés romántico Granger Woodruff. La película se estrenó en octubre y recaudó más de 507.534 dólares en todo el mundo en un estreno limitado en cines en países seleccionados.
En febrero de 2008, Variety anunció que Metcalfe protagonizaría junto a Michael Douglas y Amber Tamblyn el remake de la película de 1956 Beyond a Reasonable Doubt. El rodaje tuvo lugar en Los Ángeles al mes siguiente. La película sufrió problemas de distribución y sufrió numerosas devoluciones. La película fue estrenada en septiembre de 2009 con críticas universalmente negativas. La película, que recaudó más de 3 millones de dólares en todo el mundo, no superó su presupuesto de 25 millones de dólares.
En febrero de 2010, Metcalfe fue elegida para la serie de drama criminal de NBC Chase. El piloto fue filmado en marzo de ese mismo año en Houston, Texas. El 10 de mayo de 2010, NBC tomó una primera temporada de dieciocho episodios. La serie se centra en un equipo de detención de fugitivos en las afueras de Houston, Texas, que rastrea a criminales peligrosos. La serie se estrenó el 20 de septiembre de 2010, con 7,31 millones de espectadores y críticas mixtas de los críticos. La serie no regresó para una segunda temporada debido a las bajas calificaciones. En septiembre de 2010, Metcalfe interpretó a Noah McManus en la película Hallmark Fairfield Road junto a Natalie Lisinska.
En febrero de 2011, Metcalfe fue confirmada para protagonizar la serie dramática Dallas de TNT. La serie continuó la serie de Dallas que se estrenó en 1978 y duró 14 temporadas. En julio de 2011, TNT tomó el piloto y ordenó una primera temporada de diez episodios. Jordana Brewster y Josh Henderson fueron confirmados para protagonizar. Metcalfe interpretó a Christopher Ewing, un papel que se originó en la serie original en la que fue interpretado por varios actores infantiles. La serie se estrenó el 13 de junio de 2012, con 6,86 millones de espectadores y críticas generalmente favorables de los críticos. Dallas fue cancelado el 3 de octubre de 2014, después de tres temporadas.
En 2015, Metcalfe tuvo un papel principal como Chase Carter en la película Dead Rising: Watchtower basada en la franquicia de videojuegos de Capcom. Metcalfe también interpretó a Bradley Suttons en la película Hallmark A Country Wedding. La película se estrenó con un total de 2,2 millones de espectadores en Hallmark movie channel. En 2016, Metcalfe protagonizó la película dramática cristiana God’s Not Dead 2, como Tom Endler, un abogado que defiende a una maestra cristiana que lucha entre renunciar a su fe o renunciar a su trabajo.
El 20 de junio de 2016, Metcalfe repite su papel como reportero de investigación Chase Carter en la secuela Dead Rising: Endgame. Metcalfe actualmente interpreta a Trace Riley en la serie de Hallmark Channel Chesapeake Shores junto a Meghan Ory. El espectáculo se estrenó el 14 de agosto de 2016. Además de interpretar el rastro del personaje, Metcalfe interpreta y compone algunas de las canciones utilizadas en los episodios de la serie. Interpretó el papel de officer Holder y Dylan Holder en la película dramática Destined.
En 2017, Metcalfe interpretó a Eric Redford en la película de Hallmark Christmas Next Door junto a Fiona Gubelmann.La película se estrenó a más de 4,4 millones de espectadores, convirtiéndose en el programa de cable top 10. En 2018, Metcalfe interpretó el papel de Luke en el thriller de acción Escape Plan 2: Hades. También interpretó a Brady en la película de terror The Ninth Passenger. En 2019, Metcalfe protagonizó la película navideña de Hallmark channel, Navidad bajo las estrellas, co-protagonizada por Autumn Reeser.
El 2 de septiembre de 2020, Metcalfe fue anunciado como una de las celebridades que compiten en la temporada 29 de Dancing with the Stars. Terminó 12º junto a su compañera Sharna Burgess.