1992年，参演首部电影《蒋筑英》，饰演科学工作者司马森。1993年，进入中国国家话剧院工作；参演电影《炎帝传奇》。1994年，出演夏刚执导的电影《与往事干杯》，饰演在海外长大的华人青年老巴；该片获得第24届菲格拉达福兹国际电影节国际电影俱乐部联合会荣誉奖。

1995年，出演表现残疾人爱情生活的电影《赢家》，饰演只有一条腿的残疾跑步运动员常平；凭借该片邵兵获得第16届中国电影金鸡奖最佳男主角提名 。

1996年，邵兵凭借在电影《红河谷》中饰演的藏族人格桑一角而成名。1997年主演电影《爱情麻辣烫》，饰演夏小万。1999年，出演滕文骥执导的电影《春天的狂想》，饰演作曲家赵黎明，获得第5届电影华表奖最佳男主角。

2000年参演电视剧《别无选择》，饰演程家辉；同年出演电视剧《中华英豪》，饰演“自然门”武功传人杜心武。

2001年参演电视剧《一路上有你》。2002年，在电视剧《生死极限》中，邵兵一人分饰两角。

2003年，邵兵宣布淡出影坛。2004年推出首张唱片《兵临城下》；同年参演郭宝昌执导的电视剧《酒巷深深》，饰演刘书。

2006年，在电视剧《大声呼喊你回来》中，邵兵一改以往塑造的英雄形象，扮演一名与盲女相爱的出租车司机路一鸣；同年参演电视剧《男人本色》，饰演一名广告公司的老板。2007年，主演电视剧《无法抗拒》，该剧播出后以平均8.48、单集最高12.6的收视率夺得2007年上海电视剧年度收视冠军。

2008年，参演电视剧《烽火影人》，饰演陈嘉雨。2009年出演电视剧《追捕》，饰演陈占豪。2010年，出演民族题材的电影《圣地额济纳》，饰演为航天事业鞠躬尽瘁的航天英雄 ；参演电影《让子弹飞》，饰演老二一角；同年参演谍战电视剧《马迭尔旅馆的枪声》，饰演地下党员孙博文。

2011年参演电视剧《血战长空》，饰演高云天；参演电视剧《钱多多嫁人记》，饰演一个踏实、稳重、性格内敛的大学副教授；同年邵兵在电影《关云长》中饰演张辽一角。

2012年1月，参加《南都娱乐周刊》与星际影业电影《幸福》的合作签约仪式。邵兵作为电影男一号，与一众演员亮相，这是邵兵淡出影坛后首次担当电影男主角。在电影《幸福》中，邵兵饰演一位事业有成的完美男人，在事业、亲情与爱情中学会寻觅幸福2月拍摄电视剧《精忠岳飞》，饰演忠肝义胆、智勇双全的英雄将领韩世忠；同年参演张汉杰执导的电视剧《石光荣的战火青春》饰演石光荣。

2013年参演连奕名导演的电视剧《回马枪》，饰演龙飞虎；4月赴山西晋城拍摄电影《战将周希汉》，饰演演足智多谋、骁勇善战的开国将领周希汉 ；11月22日，邵兵与吴彦祖、姚晨主演的电影《控制》在全国各大影院上映，片中邵兵饰演三毛一角。

2014年，赴云南拍摄抗战电视剧《第一伞兵队》，剧中邵兵饰演伞兵队教练官席少岳。

2015年参演电影《宝贝，对不起》。2016年参演古装玄幻剧《幻城》，在剧中饰演严肃冷酷的冰雪国国王；5月，在蒋家骏执导的电视剧《射雕英雄传》中饰演郭靖之父郭啸天；同年，在电视剧《麻辣变形计》中饰演熊阔海。2018年7月，与李治廷、颖儿、付辛博、姜雯共同出演的古装剧《古剑奇谭贰》播出，在剧中饰演流月城大祭司沈夜。

2020年2月21日，出演的悬疑古装言情探案剧《两世欢》开播。