2013年，郭子睿随父亲郭涛一同参加湖南卫视亲子互动真人秀节目《爸爸去哪儿》的录制，并参与演唱了该节目的同名主题曲《爸爸去哪儿》，从而受到关注；10月，随《爸爸去哪儿》节目组参加湖南卫视脱口秀节目《天天向上》的录制；随后，又参加了湖南卫视综艺节目《快乐大本营》的录制。

2014年1月，与父亲郭涛一同参加湖南金鹰卡通频道亲子闯关综艺节目《疯狂的麦咭》的录制；1月12日，与父亲郭涛一同出席动画电影《熊出没之夺宝熊兵》首映发布会1月14日，参加在北京电视台大剧院举行的中国时尚大典，与父亲郭涛一同亮相“梦圆时刻”主题时装秀，这也是他首次走T台秀；1月31日，其出演的剧情电影《爸爸去哪儿》上映，并与林志颖、小小志、张亮等合唱了主题曲《宝贝去哪儿》；此外，他还参加了东方卫视春节联欢晚会，与郭涛、李恩杰共同表演了魔术。

2015年2月19日，由王岳伦执导的贺岁喜剧电影《爸爸的假期》上映，郭子睿在片中饰演老郭的儿子石头，并与王诗龄、张悦轩、小小志一同为该片演唱了主题曲《爸爸去度假》。

2016年1月，担任动画电影《功夫熊猫3》中文版的配音工作，为片中的熊猫泡泡配音，这是他首次尝试配音工作；2月8日，动画电影《年兽大作战》上映，郭子睿不仅为片中的小东配音，而且还演唱了该片的插曲《小猪歌》；同年，在奇幻冒险电影《奇幻森林》中，为尼尔·塞西饰演的狼孩毛克利进行中文配音。