早年经历
桐山涟从小的梦想就是“成为假面骑士”，所以据说甄选通过后，喜极而泣。制作人冢田英明说桐山是2000个应甄者里“最想成为假面骑士的一位”。假面骑士w的变身模式中他最中意的是Trigger模式。Trigger初登场是在5集，为了配合颜色还特意换了一件蓝色衬衫（跟Trigger颜色一致），这在DVD的特典映像中有提过。假面骑士joker的变身姿势是采纳了他自己的提议。因为出演这部作品，被选为东京帽子协会举办的“2010年度你心目中最适合帽子的人物”，并授予HatGrandPrix2010的称号。
演艺经历
2006年4月3日，开始作为常规嘉宾参加综艺节目《ラジかるッ》。
2006年10月，在电视剧《交响情人梦》中客串出演无名学生。（第二集中大约59秒现出来，到大概01分20秒，走出画面，也就是Micky公布新乐团成员名单时公布栏前那位特别高的孩子，穿棕色衣服）。
2007年，在电影《LOVE BOYS2》中客串出演天上一之；10月4日，其出演的电视剧《手机少女~恋爱的课外授业》播出，在剧中饰演飞鸟龙。
2008年1月8日，他参演的电视剧《成为王子的正确方法》播出，在剧中饰演吉行麒麟；3月15日，他参演的电影《代官山咖啡屋》上映，在片中饰演三浦未琴；4月2日，其出演的电视剧《东京幽灵物语》播出，在剧中饰演乾海；7月8日，他参演的电视剧《少年刑警》播出，在第七集中客串出演五十岚一角；10月4日，其出演的电影《我们的方程式》上映，在片中饰演吉川弘渡；10月25日，其出演的电影《代官山咖啡屋2～梦的继续～》上映。
2009年1月15日，《RESET/人生重启》，在剧中饰演龙泽诚。3月14日，《咖啡代官山Ⅲ～各自的明天～》，饰演三浦未琴。3月28日，《节奏青春~BEATROCK★LOVE》，饰演城岛怜。9月6日，桐山涟与菅田将晖共同主演的特摄剧《假面骑士W》播出，在剧中饰演左翔太郎。12月12日 《假面骑士×假面骑士W&decadeMOVIE大战2010》，饰演左翔太郎。
2010年1月16日 《游移之心》，饰演南真智。8月7日，《假面骑士WForever A to Z命运的盖亚记忆体》，饰演左翔太郎。12月18日，《假面骑士W&假面骑士OOO&大战CORE》，饰演左翔太郎。
2011年1月15日，《真正的犯人~心理特搜事件簿》，饰演御子柴卫。4月7日，《失恋保险》，在第九话中饰演高原清悟。4月1日，客串出演的《假面骑士OOO电王All&Rider：Let' s Go Kamen Riders-》上映，在片中饰演左翔太郎。4月21日，《W归来—ACCEL篇》，饰演左翔太郎。6月25日，《Run 60》，饰演高衫裕。7月21日，《W归来—ETERNAL篇》，饰演左翔太郎。7月10日，其出演的校园喜剧《花样少年少女2011》播出，在剧中饰演难波南。
2011年9月24日， 《给你》/《告诉你》 本间 晃治 主役。11月19日， 《吉祥寺的朝日奈君》 朝日奈 日向 主役。12月10日 ，《假面骑士Fourze&OOO MOVIE大戦ME GA MAX》 客串 左 翔太郎 役。12月24日， 《开关女孩！！变身指令！！》 神山 新役。
2012年3月27日， 《晨间剧杀人事件》 芽本 礼二 役。4月18日， 《Run 60》 高杉 裕 役。4月10日， 《37岁成为医生的我》 谷口 笃志 役。7月5日， 《VISION·看得见杀人的女人》第5集。7月13日 《结婚同窗会》 宫本 遥冬 役。10月21日 《MONSTER》 第一话 室冈 彻 役。12月7日 《开关女孩！！2变身指令！！》 神山 新 役。12月8日 《仮面ライダー×仮面ライダーウイザード&フォーゼMOVIE大戦アルティメイタム》 左翔太郎 役（友情出演）。12月22日 《大奥~永远~》 大典侍役。
2013年4月14日《飞翔情报室》TBS藤枝敏生。6月15日 《深夜彩虹~在夏威夷的星空下》。池袋サンシャインシティ（池袋sunshine city）上映的短剧，桐山涟为旁白。7月16日 《佛专》TBS城敦 役。9月28日 《东京暗虫》 加藤 亮 役。
2014年1月11日《Lost Days》樱田亘 役。4月12日 《邻居同居LDK》 三条亘 役。3月29日 《仮面ライダーX仮面ライダー平成15ライダーVS昭和15ライダーfeat.スーパー戦队》 假面骑士W/左 翔太郎 役。5月16日《back hug》内海拓真。8月2日《金田一少年事件薄N》 川岛 丰 役。
2015年1月8日，他参演的电视剧《五星级旅行社》播出，在剧中饰演春川优也；1月26日，其出演的由贯地谷诗穗梨主演的美食喜剧《约饭》播出，在剧中的第六集饰演甲斐壮马；10月15日，他主演的电视剧《永久就职测试》播出，在剧中饰演绝对不想结婚的富家公子森冈孝太郎。
2016年1月9日，《没有撑伞的蝼蚁们》，饰演桥本纯。
2017年4月7日，《CODE:M Codename Mirage》，饰演森山真一。
2019年4月20日，他参演的由古田新太主演的校园喜剧《我的裙子去哪了？》播出，在剧中饰演原田信夫的班级的副班主任田中满；5月24日，其出演的由池田依来沙主演的恐怖片《贞子》上映；7月10日，其出演的由杏主演的爱情剧《伪装不伦》播出；7月26日，他参演的由多部未华子主演的电视剧《不能报销！》播出，在剧中饰演营业部成绩No.1的部员。