อรรถพันธ์มีผลงานในวงการบันเทิงมาแต่เด็ก เขาเข้าวงการครั้งแรกจากเวทีประกวดถ่ายแบบเดอะบอยโมเดล ต่อมาได้เข้าทดสอบบทที่โรงถ่ายละครลาดหลุมแก้ว บริษัท ดาราวิดีโอ จำกัด[3] เขาแสดงเป็นตัวประกอบในละครเรื่อง เบญจา คีตา ความรัก, ไฟในวายุ และ ฟ้าใหม่ ต่อมาในละครเรื่อง โกมินทร์ เขารับบทเป็น โกมินทร์ พระเอกของเรื่องในวัยเด็ก[4] ละครเรื่อง โกมินทร์[5] ละครหลังข่าวเรื่องแรกที่เขามีบทบาทนำได้แก่ ภูตพิศวาส

ต่อมาเขาเริ่มแสดงภาพยนตร์ เรื่องที่ได้แก่ภาพยนตร์เรื่อง เฉือน เขารับบทเป็น นัท บุญหล้า ส่งผลให้เขาได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลนักแสดงสมทบชายยอดเยี่ยมจากหลายสถาบัน เช่น รางวัลสุพรรณหงส์, รางวัลชมรมวิจารณ์บันเทิง, รางวัลคมชัดลึก อวอร์ด และ รางวัลสตาร์พิคส์ อวอร์ด เป็นต้น

ในปี 2558 เขาร่วมแสดงภาพยนตร์ 2 เรื่องคือ อนธการ และ Love Love You อยากบอกให้รู้ว่ารัก โดยภาพยนตร์ทั้งสองเรื่องนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับชายรักชาย สำหรับภาพยนตร์เรื่อง อนธการ อนุชา บุญยวรรธนะ ผู้กำกับ ใช้เวลาหาตัวนักแสดงเพื่อรับบท ตั้ม ตัวละครเอกของเรื่อง เป็นเวลานานแต่ยังหาไม่ได้ จนวันหนึ่งอรรถพันธ์มาแสดงภาพยนตร์เรื่อง O.T ผี OVERTIME แล้วสุขพัฒน์ โล่ห์วัชรินทร์ นักแสดงคนหนึ่งของเรื่องซึ่งรู้จักกับอนุชาอยู่แล้ว แนะนำอรรถพันธ์ให้กับอนุชา จนมีการแคสติงและได้รับบทดังกล่าว[6] จากบทดังกล่าวทำให้เขาได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลในฐานะนักแสดงนำชายยอดเยี่ยมหลายสถาบัน และได้รับรางวัลการแสดงแห่งปีจากนิตยสาร ไบโอสโคป[7][8][9]

หลังซีรีส์ เพื่อนเฮี้ยน..โรงเรียนหลอน และภาพยนตร์เรื่อง อนธการ เขาได้เซ็นสัญญาเป็นนักแสดงในสังกัด จีเอ็มเอ็มทีวี ทำให้เขาได้มีผลงานซีรีส์เรื่องต่อมาคือเรื่อง รุ่นพี่ Secret love ตอน puppy honey โดยกันรับบท ธนภัทร ภรณ์พรหม แสดงคู่กับจุมพล อดุลกิตติพร[10] และมีภาคต่อของซีรีส์คือเรื่อง รุ่นพี่ Secret love ตอน puppy honey 2 สแกนหัวใจนายหมอหมา ด้านจีเอ็มเอ็มทีวีได้จัดงานพบแฟนคลับในประเทศเกาหลีใต้ในเดือนพฤษภาคม 2560 และกรุงไทเป ประเทศไต้หวัน ในเดือนสิงหาคม 2560[11] และงานพบปะแฟนคลับในประเทศไทยในวันที่ 3 กันยายน 2560 ณ ธันเดอร์โดม เมืองทองธานี[12]