杂志画报2008年11月24日,16岁的寺田拓哉参加日本第21届JUNONSUPERBOY比赛,从中获得评分委会特别奖。2009年,寺田拓哉以《StreetJack》杂志模特出道。2010年下半年,寺田拓哉参加AmuseKorea招生选拔被选中；8月,参演《THEGAME～Boy'sFilmShow～》；11月8日,飞往韩国正式成为分社AmuseKorea旗下练习生；同年出演日本舞台剧《君の席は仆の席》和《BLACK&WHITE恶魔的天使天使的恶魔》。2011年1月19日,参演日剧《Sign》,在其中饰演“茨木飞”一角；5月8日,出演韩国音乐剧作品《CarpeDiem》。2012年4月18日,参演日剧《Run60》,饰演“楠野孝雄”；6月7日,寺田拓哉以CROSSGENE组合成员身份在韩国正式出道,担任Vocal以及队长职务；6月30日,出演日本电影作品《Run60-GameOver-》,饰演“楠野孝雄”；8月25日,出演日本电影《沉溺爱歌》,饰演角色“鬼龙院留依”。2013年3月13日,所在组合CROSSGENE在日本正式出道,并发行单曲《ShootingStar》；5月29日,发行日文单曲《Crazy》；5月31日,CROSSGENE日本首次演唱会,寺田拓哉现场公布对于CROSSGENE成员高家宁的退出,自己作为队长无能为力而感到内疚自责,经成员一致协商决定辞去队长职务,后期在韩国正式进行活动队长更替为成员申原昊；7月30日,发行韩文单曲《SkyHigh》；8月1日,发行日文单曲《DirtyPop》；11月13日,发行日文单曲《PageOfLove》；12月3日,发行第一张专辑《Timeless：Future》,主打曲为《NewDays》。2014年6月9日,发行韩文单曲《Amazing-BadLady-》；7月7日,参加JTBC综艺节目《非首脑会谈》成为固定嘉宾,担任日本代表；11月10日,发布韩文单曲《年纪小也是男人》；11月19日,参与出演Sistar成员孝琳与金周永的MV作品《抹去》；12月4日,荣获2014年第4届韩国韩流大奖“国际交流奖”。2015年1月14日,发布EP专辑《Future》；4月12日,主演Mnet木曜剧《TheLover》饰演背包旅行者“拓哉”,与演员李在濬搭档共同饰演709室友；4月13日,发行第二张韩文迷你专辑《和我玩吧》；6月29日,在《非首脑会谈》一周年特辑正式从节目下车；7月,作为新成员加入JTBC综艺《我朋友的家在哪里》的拍摄；7月22日,发行日文单曲《Love&Peace》；10月8日,发行日文单曲辑《Love&Peace,Shi-Tai!》。2018年12月,寺田拓哉因合约到期,从CROSSGENE毕业。
在韩国当偶像之前已经在日本做模特兼演员的寺田拓哉,通过电视剧《TheLover》再次回到演员的出发点,在其中挑战男男CP角色,将表演层面不断扩大。寺田拓哉在Mnet电视剧《TheLover》中出色的韩语实力让现场的工作人员大吃一惊,特别是细心的他找到了台本上细小的错误。Takuya成长录作品角色出发梦之队非首脑会谈