東京都小平市の生まれ。父は舞台監督の小栗哲家。小学校６年生の時に児童劇団に入り、子役としてNHK大河ドラマ『八代将軍吉宗』95、『秀吉』96などに出演。1998年のフジテレビ『GTO』98に、いじめられっ子の吉川のぼる役でレギュラー出演を果たす。一時期の休業を挟んで、明星学園高校を２年で中退。本格的に俳優業を開始し、98年撮影の阿部勉監督「しあわせ家族計画」で映画初出演するが、公開は2000年までずれ込んだ。TBS『Summer Snow』00で、堂本剛演じる主人公の弟で聴覚障害を持つ篠田純役を好演。この年はNHK『葵・徳川三代』、日本テレビ『明日を抱きしめて』などにも出演して注目の存在となる。02年、日本テレビ『ごくせん』で仲間由紀恵の教え子の不良少年たちのひとり、内山春彦役を自ら提案した金髪オールバックで演じ、ドラマのヒットとともに、期待の若手俳優として一躍脚光を浴びた。映画は、奇病に冒された一族の少年を演じた花堂純次監督「羊のうた」02で初主演ののち、上戸彩主演の「あずみ」03・05、古厩智之監督「ロボコン」03、井上靖雄監督「隣人13号」05など多彩な作品群で個性を発揮。イケメン御曹司軍団のひとり、花沢類役を演じて人気を決定づけたTBSのヒットドラマ『花より男子（だんご）』05の後は、佐藤祐市監督「キサラギ」07、三池崇史監督「クローズZERO」07・09、中野裕之監督「TAJOMARU」09、片山修監督「岳／ガク」11など、子役時代から鍛えた表現力を武器に、爽やかな役から骨太な役まで幅広く演じ分ける。10年には、犯罪に巻き込まれた若者たちの青春群像を描いた「シュアリー・サムデイ」で監督業にも進出した。テレビドラマはほかに、TBS『Stand UP!!』03、『スマイル』09、『獣医ドリトル』10、フジテレビ『電車男』05、『花ざかりの君たちへ・イケメン♂パラダイス』07、『東京DOGS』09、日本テレビ『貧乏男子（ボンビーメン）』08、NHK『天地人』09など。03年の『ハムレット』以来、蜷川幸雄に重用され、『お気に召すまま』04・07、『カリギュラ』07など蜷川演出の舞台７作に出演している。