13岁时，邵兵进入武汉市皮划艇运动队，成为一名帆板运动员。1989年，邵兵放弃了保送至武汉体育学院的机会，决心报考北京电影学院。上了考场，他由于紧张把准备的几首歌全忘了，文化课也考得差。两个月后，他收到了北京电影学院的录取通知书；因为他的形象和气质独特，于是招生老师向院方打了“特批录取”的报告。
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，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，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。
2019年，参演电影《银河补习班》，饰演航天员。
2020年，出演的悬疑古装言情探案剧《两世欢》开播。6月9日，由其特别出演、杨苗执导的轻科幻冒险悬疑剧《致命愿望》发布“欲望敲门”版阵容概念短片及“入眼”版剧照。9月26日，主演由林德禄执导电影《扫黑行动》在深圳举办开机发布会。
两世欢2020-02-21 饰演雍帝 导演余翠华、刘镇明 主演于朦胧、陈钰琪、张思帆
古剑奇谭贰2018-07-12 饰演沈夜 导演蔡晶盛 主演李治廷、颖儿、付辛博
奔腾年代2018-03-12 饰演栗峰 导演高希希 主演李依晓、邵峰
射雕英雄传2017-01-09 饰演郭啸天 导演蒋家骏 主演杨旭文、李一桐、陈星旭、孟子义
袁崇焕2017 饰演袁崇焕 导演唐国强 主演王媛可、高梓淇、李解
一起长大2016-10-08 饰演万天野 导演邵兵 主演杨玏、王子文、李立群
麻辣变形计2016-08-10 饰演熊阔海 导演袁晓满 主演迪丽热巴、马可
幻城 2016-07-24 饰演冰王 导演鞠觉亮 主演冯绍峰、宋茜、张萌
第一伞兵队 2014-09-11 饰演席少月 导演桑华 主演张光北、蒲巴甲、李立群
汉阳造2014-07-08 饰演刘汉阳 导演董志强 主演李曼、孙宁
回马枪2014 饰演龙飞虎 导演连奕名 主演连奕名、顾璇、赵子惠
精忠岳飞 2013-07-04 饰演韩世忠 导演鞠觉亮 主演黄晓明、罗嘉良
我怀了你的孩子2013-01-01 饰演林一轩 导演郭彤 主演郭家铭、陈艾琳、徐洁儿
石光荣的战火青春 2012-11-14 饰演石光荣 导演张汉杰 主演杨若兮、林好
大金脉2012-08-30 饰演鲁家山 导演单星梅 主演郑亦桐、黄维德、王力可
卧底48天2012-07-05 饰演东方华夏 导演龚朝 主演汪裴、杨立新、午马
暗刺2012-06-26 导演林建中 主演王珂、王新、王挺
血战长空 2012-06-21 饰演高云天 导演高希希 主演牛莉、李依晓、沙溢
高第街2011-12-29 饰演祥仔 导演李继贤 主演黄海冰、刘威葳、蒋欣
钱多多嫁人记 2011-12-02 饰演叶明申 导演王小康 主演李小冉、朴海镇
马迭尔旅馆的枪声2011-09-25 饰演孙博文 导演姜峰 主演张恒
红妆2011-07-07 饰演苏铁 导演李大为 主演汤镇宗、张歆艺
我要一个家2010-11-27 饰演岳上青 导演李文龙 主演贾乃亮、饶敏莉
白狼2010-11-22 饰演谭志祥 导演苏舟 主演小宋佳、常戎
追捕2010-11-04 饰演陈占豪 导演郝琳 主演吴秀波、海清
烽火影人2009-12-14 饰演陈嘉雨 导演陈剑飞 主演朱亚文、罗海琼、乔振宇
中国家庭2009-05-30 饰演刘海涛 导演王小康 主演杜淳、姚芊羽、张凯丽
绿色卫士2009 饰演冯子松 导演靳德茂 主演吕中、曹卫宇、崔可法
青树2008-10-06 饰演朱戈 导演陆江 主演王雅捷、曹卫宇
天啸2008-07-01 饰演常天佑 导演谷锦云 主演王奕、张志忠、常景茹
秀水泱泱 2022 导演李克龙 主演赵子琪、刘佩琦
银河补习班2019-07-18 饰演顾星河 导演邓超、俞白眉 主演邓超、白宇、王西、孙浠伦
宝贝，对不起2015 导演潘礼平 主演王艳、马景涛、小彬彬
疯狂72小时2014-06-05 饰演贼老大 导演李继贤 主演闫妮、耿乐
激浪青春2014-03-14 饰演圆陆鲨 导演梁柏坚 主演黄晓明、陈乔恩、董璇
战将周希汉 2014 饰演周希汉 导演安澜 主演侯勇、吕红旭、徐熙阳
控制 2013-12-05 饰演三毛 导演毕国智 主演吴彦祖、姚晨
忠烈杨家将 2013-04-04 饰演耶律原 导演于仁泰 主演郑少秋、郑伊健、周渝民
幸福迷途2012-11-09 饰演方磊 导演张全欣、江约诚 主演陈乔恩、沙溢、阿雅
无价之宝2011-08-19 饰演阿星 导演王晶、姜国民 主演张柏芝、郑中基
关云长 2011-04-26 饰演张辽 导演麦兆辉、庄文强 主演甄子丹、姜文、孙俪
非诚勿扰2 2010-12-22 饰演李坚强 导演冯小刚 主演葛优、舒淇、姚晨
让子弹飞 2010-12-16 饰演老二 导演姜文 主演姜文、葛优、胡军
圣地额济纳 2010-05-06 导演麦丽斯 主演哈斯高娃、巴森
爱得起2009-02-14 饰演于晓东 导演马伟豪、火火 主演梁咏琪、陈柏霖
剑蝶2008-09-11 饰演铁将军 导演马楚成 主演蔡卓妍、吴尊、胡歌
真心特警2006 导演周振荣 主演李丽珍、吕颂贤
神话2005-09-23 饰演南宫彦 导演唐季礼 主演成龙、金喜善
1999 第5届中国电影华表奖优秀男演员奖 春天的狂想 （获奖）
1997 第6届中国电影表演艺术学会金凤凰奖表演学会奖 春天的狂想 （获奖）
1996 第16届中国电影金鸡奖最佳男主角奖 赢家 （提名）
2010 第三届乐视影视盛典年度跨界艺人 （获奖）
邵兵气质独特、外表粗犷而内心温柔，像他这样在演艺事业如日中天的时候埋头踏实做自己音乐的人在歌坛很少见（中国广播网评）。
在中国与邵兵同龄的男演员里，邵兵是少有的一个硬朗、男人味十足的演员（邵永澄评）。
邵兵为人低调（腾讯网评）。
他有型，帅气，会唱歌，也能演戏，可一直都处在一个很平均的水平线上，始终没有大红过（新浪娱乐评）。
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