1992年，參演首部電影《蔣筑英》，飾演科學工作者司馬森。1993年，進入中國國家話劇院工作；參 演電影《炎帝傳奇》。1994年，出演夏剛執導的電影《與往事干杯》，飾演在海外長大的華人青年老巴；該片獲得第24屆菲格拉達福茲國際電影節國際電影俱樂部聯合會榮譽獎。
1995年，出演表現殘疾人愛情生活的電影《贏家》，飾演只有一條腿的殘疾跑步運動員常平；憑借該片邵兵獲得第16屆中國電影金雞獎最佳男主角提名 。
1996年，邵兵憑借在電影《紅河谷》中飾演的藏族人格桑一角而成名。1997年主演電影《愛情麻辣燙》，飾演夏小萬。1999年，出演滕文驥執導的電影《春天的狂想》，飾演作曲家趙黎明，獲得第5屆電影華表獎最佳男主角。
2000年參演電視劇《別無選擇》，飾演程家輝；同年出演電 視劇《中華英豪》，飾演“自然門”武功傳人杜心武。
2001年參演電視劇《一路上有你》。2002年，在電視劇《生死極限》中，邵兵一人分飾兩角。
2003年，邵兵宣布淡出影壇。2004年推出首張唱片《兵臨城下》；同年參演郭寶昌執導的電視劇《酒巷深深》，飾演劉書。
2006年，在電視劇《大聲呼喊你回來》中，邵兵一改以往塑造的英雄形象，扮演一名與盲女相愛的出租車司機路一鳴；同年參演電視劇《男人本色》，飾演一名廣告公司的老板。2007年，主演電視劇《無法抗拒》，該劇播出后以平均8.48、單集最高12.6的收視率奪得2007年上海電視劇年度收視冠軍。
2008年，參演電視劇《烽火影人》，飾演陳嘉雨。2009年出演電視劇《追捕》，飾演陳占豪。2010年，出演民族題材的電影《圣地額濟納》，飾演為航天事業鞠躬盡瘁的航天英雄 ；參演電影《讓子彈飛》，飾演老二一角；同年參演諜戰電視劇《馬迭爾旅館的槍聲》，飾演地下黨員孫博文。
2011年參演電視劇《血戰長空》，飾演高云天；參演電視劇《錢多多嫁人記》，飾演一個踏實、穩重、性格內斂的大學副教授；同年邵兵在電影《關云長》中飾演張遼一角。
2012年1月，參加《南都娛樂周刊》與星際影業電影《幸福》的合作簽約儀式。邵兵作為電影男一號，與一眾演員亮相，這是邵兵淡出影壇后首次擔當電影男主角。在電影《幸福》中，邵兵飾演一位事業有成的完美男人，在事業、親情與愛情中學會尋覓幸福2月拍攝電視劇《精忠岳飛》， 飾演忠肝義膽、智勇雙全的英雄將領韓世忠；同年參演張漢杰執導的電視劇《石光榮的戰火青春》飾演石光榮。
2013年參演連奕名導演的電視劇《回馬槍》，飾演龍飛虎；4月赴山西晉城拍攝電影《戰將周希漢》，飾演演足智多謀、驍勇善戰的開國將領周希漢 ；11月22日，邵兵與吳彥祖、姚晨主演的電影《控制》在全國各大影院上映，片中邵兵飾演三毛一角。
2014年，赴云南拍攝抗戰電視劇《第一傘兵隊》，劇中邵兵飾演傘兵隊教練官席少岳。
2015年參演電影《寶貝，對不起》。2016年參演古裝玄幻劇《幻城》，在劇中飾演嚴肅冷酷的冰雪國國王；5月，在蔣家駿執導的電視劇《射雕英雄傳》中飾演郭靖之父郭嘯天；同年，在電視劇《麻辣變形計》中飾演熊闊海。2018年7月，與李治廷、穎兒、付辛博、姜雯共同出演的古裝劇《古劍奇譚貳》播出，在劇中飾演流月城大祭司沈夜。
2020年2月21日，出演的懸疑古裝言情探案劇《兩世歡》開播。
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