高旭阳出生于黑龙江省，他从小就学着模仿电视里的人物。之后，他的父母开始培养他学习舞蹈，并将他送到舞蹈教室。高旭阳大学就读于中央戏剧学院表演系，在校期间他不仅多次参加学校组织的文艺汇演，还出演了《赵氏孤儿》、《哈姆雷特》等话剧；此外，他还参加了BTV“花样年华歌舞大赛”。大学毕业后，高旭阳签约北京天禾兄弟影视公司，从而开启演艺生涯 。
2012年，出演黄海波、童蕾、田小洁主演的抗战剧《乱世三义》，在剧中饰演男主角唐子义的三儿子唐鸿枢，与黄海波饰演一对父子；同年，出演李惠民执导的古装神话剧《刘海砍樵》，在剧中饰演刘振宾的儿子刘少卿，与王建国饰演一对父子 。
2013年，出演郭宝昌执导的民国传奇剧《翻手为云覆手雨》，在剧中饰演男主角吕鹤年的儿子魏连松，与雷佳音饰演一对父子 ；同年，与胡杨合作主演爱情电影《迟到的恋曲》，在片中饰演帅气多金且游手好闲的男主角吴悠，这是他的首部电影作品 。
2014年，出演阎建钢执导的谍战剧《于无声处》，在剧中饰演阳光帅气且睿智机灵的马承志，从而获得更多关注 。
2015年，与武文佳、齐志、郭露文合作主演惊悚悬疑电影《午夜谜案》，在片中饰演男主角孙志鹏 。
2019年7月15日，与张震、倪妮、李东学、张芷溪共同出演的古装神话剧《宸汐缘》播出，在剧中饰演深情温柔、执着专一的杜羽 。
2020年10月12日，与蒋欣、高伟光、丹琳、米露共同出演的都市健康话题剧《向阳而生》播出，在剧中饰演郑重 。
高旭阳有着极强的表演天赋，他为人谦虚而又谨慎，他不仅拥有阳光青春的面孔，而且他的舞艺还很精湛。高旭阳的时尚与阳光，也为电视荧屏带去了一份清新的氧气（搜狐评） 。
高旭阳在电视剧《赵氏孤儿案》中，他的造型较为清新，而身披盔甲的他也比平日少了几分稚嫩（腾讯评） 。
高旭阳在拍摄一组时尚写真时，他一改往日阳光大男孩的形象，眼神变得很犀利，也展现出其冷酷帅气的一面（新浪评） 。