母と姉が男性ファッション誌のモデルに応募したことがきっかけで芸能界入り[2]。モデルを経験した後、1994年放送のテレビドラマ『ボクの就職』にて俳優デビュー[3]。1995年、ドラマ『星の金貨』で第33回ゴールデンアロー賞放送新人賞を受賞[4]。1997年には『ビーチボーイズ』で反町隆史とともに主演を務め、その人気を決定的なものにする[5]。LOVE』、『氷の世界』、『真夏のメリークリスマス』、『できちゃった結婚』といった人気ドラマに主演し、2001年にはイタリア・フィレンツェを舞台とした映画『冷静と情熱のあいだ』ではケリー・チャンと共演し主演を務める[5]。20代までは恋愛作品のイメージが強かったが、2003年放送の『ヤンキー母校に帰る』では義家弘介をモデルにした元ヤンキーの熱血教師という自身初のこれまでにない硬派な役を演じる。2010年2月よりレナウンの男性向けブランド「D'URBAN(ダーバン)」のイメージキャラクターを務める。2010年10月放送の『流れ星』で、9年振りにフジテレビ月9ドラマに主演。-フォックスと呼ばれた男-』で大場栄陸軍大尉を熱演し主演を務め、第54回ブルーリボン賞主演男優賞を獲得[6]。声が素敵な俳優として定評があり、ドラマ10『この声をきみに』の主演に選ばれたのは声を基準にされたことによる[7]。元モデルなのでファッショナブルであるが、『この声をきみに』ではイケていない中年男性を演じている[7]。磯智明チーフプロデューサーは2017年時点で、竹野内のことを「竹野内さん自身は、非常にまじめな方です。(『この声をきみに』の)初回に孝が詩を読みながら落涙するシーンがあったのですが、あれは本当に泣いています。涙が出るまで楽屋に入って集中していました。物語を理解しようとしているし、とても誠実です。役作り、セリフの言い回しについて細かく質問をなさるし、麻生さんとも演技について話し合いをしています。麻生さんが朗読講師という役にプレッシャーを感じていると、“大丈夫です。僕にとっての京子先生になっています”と、励ましたりして、気遣いもできる方ですね」と評価している[7]。