Jest brytyjskim aktorem i piosenkarzem. Wystąpił jako Dylan Witter w sitcomie telewizyjnym Lovesick stacji Channel 4 i Netflix, a także wcielił się w postać Davida Bowie w filmie Stardust.
Flynn jest głównym wokalistą i autorem tekstów zespołu Johnny Flynn & The Sussex Wit. Wydał pięć albumów studyjnych, a także ścieżki dźwiękowe i albumy koncertowe.
Flynn miał role w serialach telewizyjnych Murder in Suburbia, Holby City i Kingdom. Sławę przyniosła mu główna rola Dolfa Vegi w filmie Crusade in Jeans (2006).
W 2011 roku muzyka Flynna została wykorzystana w filmie A Bag of Hammers. W 2013 roku Flynn został obsadzony w filmie Song One z Anne Hathaway w roli głównej. Flynn gra muzyka o imieniu James Forester, który angażuje się w postać Hathaway po wypadku z udziałem jej brata.
W 2014 roku Flynn zagrał główną rolę Dylana w serialu romantyczno-komediowym Love Sick, który był emitowany na Channel 4. Po osiągnięciu sukcesu w serwisie Netflix, sieć streamingowa zamówiła drugą serię 8 odcinków, bez udziału Channel 4, która została udostępniona globalnie w sieci streamingowej w listopadzie 2016 roku pod nową nazwą Lovesick. Trzecia seria serialu pojawiła się w serwisie Netflix 1 stycznia 2018 r.
W 2015 r. był jedną z gwiazd sitcomu Comedy Central Brotherhood. Zagrał w nim jednego z dwóch dorosłych braci, którzy muszą wychowywać młodszego brata, gdy ich matka niespodziewanie umiera. Serial był zapowiadany jako brytyjska wersja amerykańskiego sitcomu Two and a Half Men.
W 2017 roku zagrał młodszego Alberta Einsteina w programie National Geographic Genius. Również w 2017 roku zagrał Pascala Renoufa, skrytego outsidera podejrzanego o serię brutalnych morderstw w debiutanckim mrocznym thrillerze Michaela Pearce'a Beast, który miał swoją premierę na Międzynarodowym Festiwalu Filmowym w Toronto i został wydany w Wielkiej Brytanii 27 kwietnia 2018 r.
W 2018 roku Flynn zagrał Williama Dobbina w serialowej adaptacji Vanity Fair ITV i Amazon Studios. Zagrał także Felixa Tholomyèsa w miniserialowej adaptacji BBC Les Misérables.
W 2019 roku wystąpił jako David Bowie w dramacie Stardust, opartym na scenariuszu Christophera Bella i wyreżyserowanym przez Gabriela Range'a.
W 2020 roku zagrał w Emmie, adaptacji powieści Jane Austen o tym samym tytule, u boku Anyi Taylor-Joy, Billa Nighy'ego i Josha O'Connora. Napisał piosenkę "Queen Bee" graną w napisach końcowych, która została wydana jako singiel wraz z filmem. W następnym roku zagrał w innym brytyjskim filmie The Dig, który został wydany na Netflix 29 stycznia 2021 roku. Wcielił się w postać Rory'ego Lomaxa.
W 2022 roku zagrał główną rolę w filmie The Outfit u boku Marka Rylance'a.
Nadchodzące projekty obejmują musical heist z Willem Poulterem i Naomi Ackie, zatytułowany The Score. Został również obsadzony jako Dickie Greenleaf w nowym serialu telewizyjnym Showtime Ripley, w którym wystąpi Andrew Scott. Film Operacja Mincemeat, w którym Flynn zagrał autora Iana Fleminga, został wydany w 2021 roku.
Flynn występował w całkowicie męskiej trupie szekspirowskiej Propeller, grając Curtisa (Poskromienie złośnicy) i Sebastiana (Dwunasta noc) w sezonie 2007. Wystąpił także w kilku innych sztukach, w tym w sztuce Richarda Beana The Heretic w Royal Court Theatre (2011). Johnny Flynn został obsadzony w roli Lee w Jerusalem, przebojowej sztuce Jeza Butterwortha, za którą otrzymał nominację do nagrody Oliviera dla najlepszego aktora drugoplanowego. Latem 2012 roku Flynn pojawił się w produkcjach Shakespeare's Globe Theatre w Ryszardzie III, jako Lady Anne, u boku Marka Rylance'a, współgwiazdy Jerusalem, a następnie jako Viola/Cesario w produkcji Globe's Twelfth Night również z Rylance'em. Spektakle zostały przeniesione do Apollo Theatre na West Endzie do lutego 2013 roku. W marcu 2013 roku Flynn zagrał główną rolę w sztuce Bruce'a Norrisa The Low Road w Royal Court. We wrześniu 2015 roku zagrał Mooneya u boku Davida Morrisseya i Reece'a Shearsmitha również w Royal Court w nowej sztuce Martina McDonagha Hangmen.
W kwietniu 2023 roku Flynn zagrał aktora Richarda Burtona w The Motive and the Cue, nowej sztuce Jacka Thorne'a w reżyserii Sama Mendesa w londyńskim National Theatre. Opowieść o tym, jak Burton i Sir John Gielgud zderzyli się podczas wystawiania Hamleta na Broadwayu w 1964 roku, produkcja otrzymała entuzjastyczne recenzje, zwłaszcza występy dwóch głównych bohaterów.
Flynn znalazł się na długiej liście Evening Standard Awards i What's On Stage Awards dla najlepszego debiutanta za rolę w The Heretic w 2012 roku. W tym samym roku był nominowany do nagrody Oliviera za rolę w Jerusalem. Zdobył wyróżnienie w konkursie Ian Charleson Awards w 2012 roku za rolę Violi w Twelfth Night w Globe Theatre.