1999年，在警匪剧《刑警本色》中饰演杀手罗阳。
2000年，与凯丽合作出演话剧《纪念碑》；同年与
王志文、
江珊合作出演爱情剧《让爱做主》。
2002年，主演个人首部电影《二弟》，该片入围56届戛纳电影节一种注目单元并于同年参加印度、多伦多等电影节，而段奕宏亦凭借该片获得第34届新德里国际电影节最佳男主角奖；8月，主演历史剧《记忆的证明》。
2003年，段奕宏在孟京辉重排的话剧《恋爱的犀牛》中饰演马路；同年，段奕宏在中泰合拍片《细伟》中饰演专吃小孩心脏的杀手黄利辉。
2004年，段奕宏和王柠主演的大剧场版《恋爱的犀牛》在北京首都剧场演出10场；同年《记忆的证明》获得飞天奖最佳长篇电视剧、金鹰奖最佳长篇电视剧等多个奖项。
2006年，主演由康洪雷执导的军事动作剧《士兵突击》，饰演袁朗，并凭借该剧迅速走红；同年主演电影《守望平安》。
2007年，与
俞飞鸿合作拍摄电影《爱有来生》，该片入围了2010年第17届北京
大学生电影节，并获最佳处女作奖。
2008年，主演电视剧《我的团长我的团》，饰演龙
文章。
段奕宏个人资料简介 段奕宏同学合照
2009年，段奕宏凭借《我的团长我的团》获最佳男演员的提名；在“上海电视节电视剧观众票选活动”中，段奕宏凭借龙文章一角获得最具人气男演员奖。
2010年，段奕宏主演的电视剧《上海，上海》，饰演刘恭正。
2011年，段奕宏与高虎、
蒋勤勤、孙海英等联袂出演励志商战电视剧《
大时代》，饰演传奇商人陈顶天；同年主演王全安执导的电影《
白鹿原》，饰演黑娃。
2012年2月10日，段奕宏主演电影《我愿意 I Do》、《一九四二》等剧；主演历史剧《楚汉传奇》，饰演汉初三杰之一的韩信。
2013年5月，参演犯罪悬疑片《烈日灼心》，饰演一名刑警；主演电视剧《谋圣鬼谷子》、《海上孟府》。
2015年，凭借犯罪悬疑片《烈日灼心》获得第18届上海电影节最佳男演员奖
2017年，主演犯罪悬疑片《暴雪将至》，并凭借该片获得第30届东京国际电影节最佳男演员奖以及第12届荷兰亚洲电影节最佳表演奖；11月24日，主演电影《引爆者》、《希望岛》。
2019年4月，与
张鲁一、
邬君梅合作主演的古装历史剧《大秦帝国之天下》杀青。
段奕宏个人资料简介 段奕宏《楚汉传奇》剧照
段奕宏凭借着自己的实力得到了众多导演的垂青。他努力地演戏，勤勤恳恳地工作，用自己的表演给作品加分。无论是《士兵突击》中潇洒不羁的老A队长袁朗，还是《上海，上海》里儒雅大气的上海商业传奇人物刘恭正，段奕宏以一次次突破自我，风格迥异的表演获得了业内的认可（新浪网评）。
段奕宏以演技和实力演绎着每部戏中的角色，演绎着自己与众不同的星途，观众对他真面目的认识也因他演绎的角色而蒙上一层美丽而神秘的面纱。细看段奕宏的作品单，很难找到同类型的角色。无论角色，还是表达方式，不墨守成规都是他对自己的要求。观众惊异于他一人千面的演技：下一部片子和上一部片子里完全是两个人，甚至面相都不同。段奕宏精湛、细腻的演技经常得到圈内人士、观众的赞赏，但他从未骄纵过。段奕宏给人的感觉是淡定、宠辱不惊（《南方人物周刊》评）。
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