서울고 시절 2학년 때는 리드오프, 3학년 때는 클린업이었다. 동기 유격수 안치홍과 함께 3-4번을 맡아 친 적이 많았고, 좋은 장타력과 컨택 능력으로 드래프트 당시 당해 고졸 외야수 최대어라 평가받았다.

2007년 대통령배 전국고교야구대회 광주일고와의 결승전에서 당시 3루수를 보다가 5회 말 내야 송구가 빗나가 동점의 빌미를 만들었다. 그래도 6회 초 본인이 적시 2루타를 쳐 역전에 성공하였으나 윤수강의 9회 말 끝내기로 패배했다. 이형종이 눈물의 에이스가 된 그 경기이며 이 경기 이후로 입스가 오는 바람에 내야수를 포기하고 외야수로 완전히 전향하게 된다.경기 끝나고 눈물을 흘리던 이형종 바로 뒤에 박건우가 있었다.


장민재, 유민상, 이형종, 서건창, 정찬헌, 허경민, 안치홍 등의 앳된 얼굴이 보인다.

2008년에는 대한민국 U-18 야구 국가대표팀에 차출되어 허경민, 정수빈, 김상수, 안치홍, 오지환과 함께 우승을 차지하기도 했다. 대회 MVP는 성영훈, 대회 최고수비수상[1]은 안치홍이 선정되었고 정수빈과 오지환은 각각 외야수와 지명타자 부분에서 대회 올스타에 뽑혔다. 그 때의 주역들 중에 팀 동료로 재회한 경우가 있고, 이들끼리의 친분은 굉장히 깊다고 한다.

야수로서의 재능을 높이 평가한 두산 베어스가 2차 지명 2라운드에서 지명하였다. 입단 이후 퓨처스리그에서 상당한 활약을 보이면서 자주 올스타에도 뽑혔지만, 워낙 두산의 외야진이 탄탄한 탓에 자주 기회를 잡지는 못했다. 동기인 정수빈이 주루와 수비라는 특화된 툴을 바탕으로 먼저 기회를 얻는 데 성공한 것과 달리, 이런 면에서 특화된 것은 아니라서 2군에서 전략적으로 키우던 선수 중 하나다.

2010 시즌 후 경찰 야구단에 입대하여 2012년에 제대하였다. 두산 베어스에 복귀한 후 2013 시즌 시범경기에서 두각을 나타내었으나, 두산 베어스의 두터운 야수진에 밀려서 1군에 자리를 잡는데는 실패했다. 그래도 데뷔 첫 홈런을 쏘아올리는 등[2] 나름의 가능성은 보여주었다. 퓨처스리그 최고의 외야수라는 평가를 받고 있기 때문에 이종욱이 NC 다이노스로 이적한 이상 2014 시즌에 주전급 선수로 도약할 수 있을 것으로 보였다.

2014년 4월 2일 1군에서 말소되었다. 이후 부상을 입어서 5월 7일 퓨처스리그 경기에 출장했다. 장민석을 올려야 될만큼 1군에 외야진 상태가 좋지 않은 상태라 팬들은 박건우의 빠른 귀환을 바라고 있다. 그렇게 회복 후 퓨처스서 조율을 하다 5월 24일 1군에 등록되었다. 내려간 선수는 김진형. 이후 한번 더 내려갔고 6월 27일에 외야수 보강을 위해 고영민을 대신해 다시 등록되었다.[3][4]

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2014년 8월 12일 한화전에서 공을 잡고 더듬다가 공이 익사이팅존 안으로 들어가고 말았다. 심판진은 3루타로 인정.

전반기 2군을 개발살을 내며 1군으로 콜업되었고 이후 슈퍼백업으로 활약하며 두산의 V4달성에 숨은 공헌을 했다.

이제는 확실한 두산의 리드오프로 각성했고 팀 선배를 잇는 건더레의 탄생을 알렸다. 다만 아쉽게 20-20 클럽을 놓쳤다.

시즌 초 역대급 부진을 털어내며 리그 최고의 외야수로 발 돋움하며 베어스 최초 20-20 클럽, 21세기 KBO 중견수 중 OPS 1위, 2010년대 우타 외야수 중 WAR 1위를 기록했다. 그러나 기자들의 석연치 않은 투표로 골든글러브를 빼앗기게 되었다.

작년에 비하면 많이 아쉽지만 클러치능력이 중요할 때마다 빛을 발했다. 그러나 2018년 한국시리즈을 완전히 말아먹어버리며 자신에게는 최악의 흑역사로 남게 되었다.

시즌초엔 3번타자로 시작했지만 망해버린 두산의 옛 리드오프들을 대신해 새로운 베어스의 1번타자로 나섰다.

한국시리즈에서 걱정했던 팬들이 많았으나 2차전의 끝내기 안타, 3차전의 쐐기포 등 나름대로 좋은 활약을 보여주며 작년의 악몽을 어느정도 지웠다.

주로 리드오프로 출장했다. 시즌 내내 무릎 부상으로 고생하며 타율이 한때 2할 후반대로 내려갔다. 하지만 특유의 몰아치기로 3할 고지에 다시 올라섰다. 5년 연속 3할 타율을 달성했지만 한국시리즈에서는 부진하면서 2년 전의 아픔을 되풀이할 수 밖에 없었다.

외야수 추신수가 택사스 레인저스 구단에 박박 우겼는데도 불구하고 대회에 불참하면서 대체 선수로 발탁되었다.

조별 예선 대만전 최정의 대주자로 1경기 출전에 그쳤다.

리그 우타 외야수 중 최고의 성적을 기록했기에 주전으로 기용될 것으로 보였지만 어째선지 민병헌이 대신 기용되었다.

조별 예선 호주전 7회 강백호의 대주자로 출전 후 우익수 대수비로 들어갔다.

조별 예선 캐나다전 9회 대회 첫 타석에 나서 삼진으로 물러났다.

조별 예선 쿠바전 7회 김현수의 대타로 나서 유격수 직선타로 물러나고 중견수로 투입됐다.

슈퍼 라운드 대만전 9회 민병헌의 대타로 나서 1루수 파울 플라이로 물러났다.

슈퍼 라운드 일본전 2번 중견수로 대회 첫 선발출장해 4회 대회 첫 안타를 신고하고 5회 볼넷 출루 후 대주자 이정후로 교체됐다.

대회 최종 성적은 6경기 5타수 1안타 1득점.