Telewizja:
* Doktor Who (2010–2012): Zagrał rolę Rory'ego Williamsa, towarzysza Jedenastego Doktora (Matt Smith). Ta rola była dla niego wielkim przełomem i przyniosła mu sławę.
* Broadchurch (2013–2017): Zagrał rolę wielebnego Paula Coatesa, złożonej i intrygującej postaci, która zostaje uwikłana w śledztwo w sprawie morderstwa młodego chłopca.
* Legendy jutra (2016–2020): Wcielił się w Ripa Huntera, podróżnika w czasie i przywódcę Władców Czasu.
* Ptak dobrego Pana (2020): Zagrał rolę Johna Browna, kontrowersyjnego abolicjonisty.
* Ostatnie królestwo (2019–2022): Wcielił się w rolę enigmatycznego i zaciekłego wojownika, Ojca Beocca.
Filmy:
* Sekret starego zegara (2006): Jego pierwsza rola w filmie fabularnym jako Tom Swift.
* Żelazna dama (2011): Zagrał rolę młodego Denisa Thatchera, męża Margaret Thatcher.
* Atlas chmur (2012): W tym złożonym i ambitnym filmie wcielił się w różnorodne postacie, w tym przystojnego, dobrze ubranego mężczyznę i stoickiego, okrutnego właściciela plantacji.
* Człowiek z U.N.C.L.E. (2015): Wcielił się w rolę rosyjskiego agenta Gada.
* Gość weselny (2018): Wcielił się w postać tajemniczą i enigmatyczną.
* Córka króla (2022): Zagrał rolę króla Ludwika XIV w tej adaptacji powieści Vondy N. McIntyre.
Inne:
* Występował także w licznych produkcjach scenicznych, w tym w przedstawieniach „Once” w Londynie i na Broadwayu oraz „Dziwny przypadek psa nocną porą”.
Nie jest to lista wyczerpująca, ale daje wyobrażenie o zakresie i głębi twórczości Arthura Darvilla. Jest utalentowanym i wszechstronnym aktorem, który konsekwentnie wybiera role, które stanowią dla niego wyzwanie i pozwalają mu zaprezentować swój potencjał.