二零一七年七月，徐方舟正式成为内地流行音乐男子组合CORE ONE的一员，并在组合中担任主要演唱职责；同年七月二十六日，他随组合推出了首支中国风风格的单曲《头马》；八月二日，组合正式宣布出道，同步发布了作为出道标志的主打歌曲《Rollin》；紧接着在八月十四日情人节之际，组合发行了应景的情人节单曲《信号》以及他们的首张迷你专辑《X》；到了九月二十一日，组合又发布了EP《Y》的首支公开曲目《My Word》；十一月三日，徐方舟随CORE ONE推出了经过重新改编的经典情歌《情非得已》及其配套音乐录影带；同一天，组合的第二张迷你专辑《Y》也正式面世；十二月十八日，组合为迎接圣诞节日氛围，发行了圣诞主题单曲《Let it snow》；在十二月三十一日跨年之夜，徐方舟随组合登上了北京卫视跨年冰雪盛典的舞台，进行了精彩的现场表演。进入二零一八年，二月十四日，徐方舟随组合参与了浙江卫视中国蓝燃情贺岁夜的录制，并在晚会中现场演唱了歌曲《头马》和《情非得已》；九月十三日，由CORE ONE创作的原创单曲《仲夏宣言（Let's Ride）》的音乐录影带正式上线发布；九月十七日，组合推出了第三张迷你专辑《D》，这张专辑中收录了包括《蝴蝶效应》和《仲夏宣言》在内的多首作品；十月二十七日，他随组合一同参加了天猫亚洲偶像嘉年华的大型线下活动。二零一九年，徐方舟以选手身份参加了爱奇艺推出的青年励志类综艺节目《青春有你》，凭借出色的表现一路晋级，最终成功进入总决赛并位列二十强；五月十七日，他发行了个人演艺生涯中的首支原创单曲《SEA》及其音乐录影带；同日，他还随组合发行了专辑《LET ME LOVE》的第一波EP《LET ME LOVE B》，其中包含了《核心令》与《最强拍》两首风格各异的单曲；五月二十六日，他参与录制的爱奇艺音乐童话表演真人秀节目《星空下的童话》正式播出；六月二十日，专辑《LET ME LOVE》的第二波EP《LET ME LOVE A》得以发行，此张EP收录了《抢滩》和《扑通》两首音乐作品；而该专辑的第三波EP《LET ME LOVE》则于七月二十日发布，其中同样收录了两首歌曲，分别是《Siren》和《I Need You》。在影视领域，二零二零年六月十五日，由徐方舟与徐正溪、姚笛等人共同主演的都市悬疑剧《痕迹》播出，他在剧中饰演了一位充满热血、坚守正义的警察角色蒋子楠；六月十六日，他为该剧倾情献唱的片尾曲《Farewell》正式上线；八月二十六日，他参加了全息直播云歌会“十二时辰长安秀”，并在会上演唱了歌曲《SEA》。二零二一年二月三日，他与陈意涵搭档主演的都市爱情电影《余生，请多指教》上线播映，他在片中塑造了性格冷峻的外科医生顾魏这一形象；四月九日，他与刘人语、戴景耀合作主演的恋爱互动剧《声恋时代》在腾讯视频平台播出，他饰演了外表冷漠、内心温暖的商配台柱子苏默生；五月三日，他参加了“青春恰时来”五四青春歌会，并现场献唱了歌曲《青春恰时来》。二零二二年三月六日，他与彦希、许晓诺等演员共同出演的青春偶像剧《大约是爱Ⅱ》播出，他在剧中饰演了帅气且家境优渥的角色薛玏；十月十四日，他与凌美仕、刘特联袂主演的都市爱情剧《那小子不可爱》也与观众见面。二零二三年一月一日，他领衔主演的民国背景动作电影《龙虎制霸》在爱奇艺平台上映，他在片中扮演了上海滩通明堂的小少爷周放；八月二十三日，他出演的反特题材悬疑微短剧《追捕者》正式播出；九月十六日，他参与出演的女性青春成长题材剧集《那些回不去的年少时光》在芒果TV播出；同日，他与邢菲、徐开骋等人共同主演的古装甜宠偶像剧《花溪记》也在爱奇艺平台上线，他在剧中诠释了斯文如玉的公子安景凌。二零二四年九月二十二日，他与许佳琪、魏哲鸣等人联合主演的古装爱情剧《幻乐森林》如期播出。展望已公布的未来计划，二零二五年九月十七日，他出演的悬疑破案剧《不眠日》预计将播出；十月二十四日，他与蒲巴甲、李嘉鑫合作出演的古装玄幻电影《平妖传之使命召唤》也将上线，他在片中饰演了一位心地善良的妖族少年阿定。
二零二零年八月十四日，搜狐娱乐媒体在一则报道中透露，徐方舟的父母对于儿子恋爱一事并未持绝对反对态度，但基于其演艺职业的特殊性与公众人物的身份限制，他们仍明确向徐方舟提出要求：“现阶段不能谈恋爱，你要清楚自己是做什么工作的！”与此同时，报道亦指出徐方舟的父母始终全力支持儿子的演艺事业发展，不仅在精神上给予鼓励，日常还会积极关注其网络动态，坚持在社交媒体超话社区进行签到与互动，堪称徐方舟最为忠实的支持者与头号粉丝。时间来到二零二五年十一月四日，有八卦媒体拍摄到演员邢菲于晚间驾车驶入某小区，疑似前往徐方舟住所；在邢菲上楼之后，徐方舟曾独自下楼遛狗。次日，两人再度同乘车辆出行，目的地指向邢菲家所在小区，期间更疑似有邢菲的母亲亲自前往地下车库迎接，这一连串互动引发了外界对于两人关系的诸多猜测与关注。
二零一九年三月，青年艺人徐方舟通过参与大型青年励志综艺节目《青春有你》，积极投身于“青春有你爱心林”植树播种公益活动，以实际行动助力环保事业，传递绿色生态理念。进入二零二零年二月，在全国抗击新型冠状病毒肺炎的关键时期，他于“唱吧晚安音乐节公益季”的线上平台进行公益演唱，并主动捐赠个人公益基金，为疫情防控贡献了一份温暖的力量。同年五月，徐方舟再度参与由多家媒体与机构共同发起的“相信未来”在线义演第四场演出，以音乐鼓舞人心，展现文艺工作者在特殊时期的社会责任感与担当。
徐方舟最初通过参与爱奇艺热门选秀节目《青春有你》进入大众视野，并凭借其阳光俊朗的外形与极具感染力的舞台表演赢得了众多观众的关注与喜爱。随后，在音乐表演类真人秀《星空下的童话》里，他进一步展现出性格中细腻体贴、温暖周到的一面，让观众看到了他舞台之外的真实人格魅力。而在悬疑推理题材网络剧《痕迹》中，徐方舟成功刻画了一位充满干劲的青年警察角色，生动演绎了年轻警员在与犯罪分子周旋过程中机智果敢、不畏艰险的职业精神，从而向观众传递出坚守正义、忠诚勇敢的正面价值观念。此外，在电影版作品《余生，请多指教》里，徐方舟的表现同样值得称道，他对影片中数场关键情节的把握尤为到位，演绎得细腻动人，为观众营造出一种宛如初恋般美好而甜蜜的观影体验。