ธนายงมีชื่อเสียงมาจากการรับท เสมา ในละครโทรทัศน์เรื่อง ขุนศึก จากการกำกับของสะอาด เปี่ยมพงษ์ศานต์ อำนวยการสร้างโดย พิศาล อัครเศรณี และกิตติ อัครเศรณี คู่กับวิมลเรขา ศิริราวรรณ ทางช่อง 9 เมื่อปี พ.ศ. 2538 จากนั้นจึงได้มีผลงานการแสดงเรื่อยมา ส่วนใหญ่รับบทสมทบหรือตัวร้าย

นอกงานแสดงในประเทศไทยแล้ว ยังมีงานการแสดงภาพยนตร์ต่างประเทศ ในปี พ.ศ. 2551 ได้แสดงภาพยนตร์ญี่ปุ่นเรื่อง Children of the dark และที่โดดเด่นคือการรับตัวร้ายในภาพยนตร์เกาหลีเรื่อง The Man from Nowhere ในปี พ.ศ. 2553 โดยเฉพาะได้รับคำชื่นชมกับฉากต่อสู้กับวอนบิน[1][2] และทำให้ได้เข้าชิงรางวัลนักแสดงสมทบยอดเยี่ยม จากเวที Korean Film Awards ครั้งที่ 8 ณ สาธารณรัฐเกาหลี[3][4]

ในปี 2559 ธนายงได้รับรางวัล Best APAN Star Award จากเวที APAN Star Awards ครั้งที่ 5 ณ สาธารณรัฐเกาหลี[5]