Sua primeira participação no mundo internacional foi em 2013, no filme Elysium. Ao lado de Alice Braga, os dois contaram a história de um futuro distópico, onde as pessoas mais ricas do planeta vivem fora da Terra, que foi arruinada pela ação do homem. Wagner fez o personagem Spider.

Já no ano seguinte, o ator trabalhou em um longa nacional, mas com cara de gringo. Juntamente de seu grande amigo, Selton Mello, os dois fizeram parte do elenco de Trash: A Esperança Vem Do Lixo. Nesta ocasião, o artista interpretou José Angelo, um político que tem a carteira encontrada por três garotos que moram no lixão. Por mais que a história seja nacional, o diretor do longa foi o inglês Stephen Daldry.

Um de seus papéis mais icônicos é na série Narcos como um dos maiores traficantes do mundo, Pablo Escobar. A obra acompanha a vida do narcotraficante na Colômbia. A produção, lançada em 2015, é um dos maiores hits da plataforma de streaming, Netflix.

Depois, em 2019, Wagner voltou para Hollywood para brilhar com as atrizes Penélope Cruz e Ana de Armas no filme Wasp Network: Rede de Espiões. O brasileiro viveu Juan Pablo Roque, um piloto na história real de espiões cubanos em território americano durante a década de 90.

Wagner se tornou um dos rostos mais famosos da Netflix. Em 2020, o longa Sergio entrou para o currículo do brasileiro, interpretando Sergio Vieira de Mello, um diplomata que morreu vítima de um ataque terrorista em Bagdá.

Dois anos depois, na Apple TV, o artista interpretou Dan, um jornalista brasileiro na série Iluminadas. O ator contracenou com a icônica Elisabeth Moss, contando a história de uma arquivista que tem seu sonho de se tornar uma jornalista suspenso depois que ela sobrevive a um ataque brutal que a deixa em uma realidade em constante mudança.

Ainda no mesmo ano, Wagner entrou no elenco do filme Agente Oculto, fazendo o papel de Laszlo Sosa, um personagem caricato de filme de espião. Ao lado de grandes nomes como Ryan Gosling, Chris Evans e Regé-Jean Page, o longa conta a história de um agente mais valioso da CIA, cuja identidade é desconhecida, descobre segredos da agência e desencadeia uma caçada global por assassinos libertados por seu ex-colega.

A sua voz também participou de um enorme longa animado, o Gato de Botas 2: O Último Pedido. Wagner deu vida ao lobo, Wolf, o vilão do segundo filme da franquia.

Já em 2024, o ator fez parte da série Sr. e Sra. Smith, contando a vida de um casal disfuncional que abandonou sua vida passada para se unir no casamento e na espionagem. Na trama, Wagner interpretou Other John.

E sua última aparição internacional foi no filme Guerra Civil. Ao lado da atriz Kirsten Dunst, eles contam a história de fotojornalistas no meio da guerra civil norte-americana e os desafios da profissão.