Vogel begann als Jeans-Model für die kultige Firma Levi Strauss &. Anschließend wurde er für die Fernsehserie Grounded for Life gecastet, in der er zwischen 2001 und 2004 eine wiederkehrende Rolle übernahm.

Seine erste Filmrolle hatte er in dem Skateboarding-Film Grind, der am 15. August 2003 veröffentlicht wurde. Zu den Co-Stars des Films gehörten Adam Brody und Jennifer Morrison. Seine nächste Rolle hatte Vogel in der Fernsehverfilmung von Wuthering Heights, die im September 2003 auf MTV Premiere hatte. In dem Film spielte Vogel den Heath an der Seite von Erika Christensens Kate. Seine letzte Rolle im Jahr 2003 spielte Vogel in der Neuverfilmung von The Texas Chainsaw Massacre, die im Oktober in die Kinos kam und hohe Einspielergebnisse erzielte.

Im Jahr 2005, nachdem Grounded for Life abgesetzt worden war, trat Vogel in vier Filmrollen auf. Zunächst spielte er Eric Richman, das romantische Interesse von Blake Livelys Charakter in The Sisterhood of the Traveling Pants, der im Juni veröffentlicht wurde. Seine nächste Rolle war die Hauptrolle in dem Low-Budget-Film Supercross, der im August in die Kinos kam. Vogel drehte 2003 seine Rolle in Havoc, einem düsteren, nicht jugendfreien Drama mit Anne Hathaway in der Hauptrolle, der Film wurde jedoch erst im November 2005 veröffentlicht. Er kam nicht in die Kinos, sondern wurde direkt auf Video veröffentlicht. Seine letzte Rolle hatte Vogel 2005 in Rumor Has It… mit Jennifer Aniston, in dem er eine Nebenrolle als Sohn von Kevin Costners Figur hatte.

Vogels erste Rolle 2006 war in dem Katastrophenfilm Poseidon, einem Remake des Films The Poseidon Adventure von 1972; er spielt den Verlobten von Emmy Rossums Figur. Der Film, der ein Budget von 160 Millionen Dollar hatte, startete am 12. Mai und spielte an den internationalen Kinokassen 181.674.817 Dollar ein. Ursprünglich war Vogel die Rolle des Angel in X-Men: The Last Stand angeboten worden, aber er lehnte ab, um in Poseidon mitzuspielen. Im selben Jahr spielte er in Caffeine, einer romantischen Komödie, und unterschrieb für den Horrorfilm Open Graves, der in Spanien gedreht wurde.

Im Jahr 2007 spielte Vogel in dem Film The Deaths of Ian Stone mit, der Teil des Horrorfilmfestivals 8 Films to Die For war. Im Jahr 2009 spielte Vogel in dem Neo-Noir-Film Across the Hall und dem Horrorfilm Open Graves mit. 2010 spielte er in der romantischen Komödie She’s Out of My League, Blue Valentine, der Fernsehserie Miami Medical und Heaven’s Rain mit.

Vogel war 2011 in der Komödie What’s Your Number? zu sehen und spielt Johnny Foote in der Verfilmung The Help. Zuletzt spielte er Dean in dem kurzlebigen ABC-Drama Pan Am (basierend auf der Geschichte der stillgelegten Fluggesellschaft gleichen Namens).

Im Jahr 2013 wirkte er in Howard Goldbergs Komödie Jake Squared mit, wo er unter anderem gegen Elias Koteas, Virginia Madsen und Jane Seymour antritt. Außerdem trat er in McCanick und den ersten sechs Episoden von Bates Motel auf. Dies war A&Es zeitgenössische Prequel-Serie zum Roman Psycho von 1959.

BuddyTV setzte ihn auf Platz 96 seiner Liste der „TV’s Sexiest Men of 2011“.

Vogel spielte die Rolle des Dale „Barbie“ Barbara in der CBS-Science-Fiction-Drama-Serie Under the Dome, basierend auf dem gleichnamigen Roman von Stephen King. Die Serie wurde als Sommerserie auf CBS ausgestrahlt; sie lief drei Staffeln lang auf dem Network und endete im September 2015.

Im Jahr 2014 erhielt Vogel eine Rolle in dem romantischen TV-Film In My Dreams der Hallmark Hall of Fame, in dem er unter anderem Katharine McPhee und JoBeth Williams gegenübertrat. Im selben Jahr spielte er in dem Drama-Thriller The Boy mit, der die Geschichte eines 9-jährigen Soziopathen erzählt, der von Jared Breeze gespielt wurde.

Im Jahr 2015 spielte Vogel die Hauptrolle in der Miniserie Childhood’s End, basierend auf dem gleichnamigen Roman von Arthur C. Clarke.

Im Jahr 2017 spielte Vogel die Hauptrolle in der Verfilmung von Lee Strobels The Case for Christ, in der er den Autor porträtierte und sich erneut mit Co-Star Erika Christensen zusammentat.

Am 25. September 2017 startete NBC die Serie The Brave für die Saison 2017-18. Ein kleines Team von hartgesottenen Militärgeheimdienstagenten aus verschiedenen Zweigen des Dienstes wird für spezielle, schwierige Missionen ausgewählt. Eine der Hauptfiguren ist Capt. Adam Dalton, der Kommunikationsdirektor des Teams und ein ehemaliger Delta Force-Agent. Er untersteht der Figur von Anne Heche, der Hauptdarstellerin der Serie. Die Serie wurde nach einer Staffel abgesetzt.

Im Dezember 2018 wurde bekannt, dass Vogel in dem Netflix-Psychothriller Secret Obsession mitspielen wird. Der Film wurde am 18. Juli 2019 veröffentlicht.

Im Februar 2019 spielte Vogel die Hauptrolle des David Roman in dem ABC-Science-Fiction-Pilotfilm Triangle, der von Jon Feldman und Sonny Postiglione geschrieben wurde. ABC lehnte das Projekt im September 2019 ab.

Im März 2020 wurde bekannt gegeben, dass Vogel in einer kommenden Netflix-Serie, Sex/Life, mitspielen würde.