2003年，盛冠森在宋丹丹、高亞麟、楊紫、張一山、尤浩然主演的家庭情景喜劇《家有兒女》中飾演鍵盤。

2005年，盛冠森在改編自兒童作家楊紅櫻小說的電視劇《女生日記》中飾演魯肥肥。

2006年，盛冠森出演李梅執(zhí)導(dǎo)的電視劇《光輝歲月》。同年在電視劇《我想有個家》中飾演小帥。

2008年，盛冠森在電影《山地車》中飾演李小飛。

2009年，盛冠森在院線電影《玩酷青春》中飾演男一號何志鵬，并憑該片獲得大學(xué)生電影節(jié)最佳新人獎及—獲得國際兒童電影節(jié)最受歡迎的演員。同年在電視劇《爸媽都是老黨員》中飾演勝利，在電影《道歉》中飾演莫聰。

2010年，盛冠森在電視劇《我的三個母親》中擔(dān)綱男一號小山，演繹了一個叛逆男孩和三個母親的真情故事。同年在電視劇《迎春花》中飾演明生。

2011年，盛冠森出演衛(wèi)翰韜執(zhí)導(dǎo)的抗戰(zhàn)題材劇《三進(jìn)山城》，在劇中飾演小流膿。

2012年，盛冠森在平民英雄史詩劇《七九河開》中飾演大路。

2013年，盛冠森在青春勵志劇《8848》中飾演喬二，演繹了一個從初入伍的排斥到最后成為一名真正的優(yōu)秀特種兵。

2014年，盛冠森在電視劇《綻放之無敵女生》中出演男一號戰(zhàn)斗。同年，盛冠森在丁黑導(dǎo)演執(zhí)導(dǎo)的電視劇《擁抱星星的月亮》中出演男二號夏明天，是女主角明月的弟弟。

2015年，盛冠森在電視劇《明星時代》中出演男一號高君，是一個癡心于演戲的電影明星，攜手李晟上演了一場爆笑姐弟戀?。6月，盛冠森在電視劇《太太萬歲》中出演馬賽，是一個樂觀幽默、愛貧嘴的陽光男孩，在劇中彈吉他還玩起帥氣機(jī)車?。

2016年，在楊磊執(zhí)導(dǎo)的奇幻喜劇動作電影《鮫珠傳》中出演性格單純可愛、幽默搞笑的皇子蛤蜊；9月，領(lǐng)銜主演現(xiàn)代玄幻偵探劇《非正常事件集》，在劇中飾演冷靜睿智擊殺異類的判官鐘坤；同年，在沈嚴(yán)、劉海波執(zhí)導(dǎo)的現(xiàn)實情感劇《中國式關(guān)系》中飾演疏于事業(yè)、精于玩樂的富二代金斗斗。

2018年4月23日，參演的電視劇《萌妻食神》開播。

2018年3月26日，盛冠森參演的電視劇《好久不見》在東方衛(wèi)視、北京衛(wèi)視播出。

2019年1月21日，參演的電視劇《怒晴湘西》播出，在劇中飾演老洋人。

2020年1月10日，參加的綜藝節(jié)目《從地球出發(fā)》在江蘇衛(wèi)視播出。4月8日，參演的互動劇《龍嶺迷窟之最后的搬山道人》定檔在騰訊視頻播出。5月8日，參演的電視劇《老閨蜜》定檔在東方影視頻道首播，在劇中飾演黃明軒。8月，參演電影《鹽湖計劃》，在劇中飾演劉碌。10月26日，主演的電視劇《親愛的設(shè)計師》定檔在騰訊視頻播出，在劇中飾演王野。

2016年8月22日，有網(wǎng)友曬出《家有兒女》中“鍵盤”的飾演者盛冠森結(jié)婚證，結(jié)婚證上女方名字和照片都被打上馬賽克，身份成謎，但是盛冠森三個字赫然寫上，領(lǐng)證日期為“2016年8月22日”。盛冠森確實已經(jīng)領(lǐng)證結(jié)婚，之后還將舉辦婚禮，不過公司對此不愿做出回應(yīng)。

2018年5月27日，盛冠森在北京舉行婚禮，婚禮現(xiàn)場他為妻子演唱了一首自己創(chuàng)作的歌曲。

盛冠森，自小便極具表演天賦。2014年8月27日《家有兒女》中“劉星”死黨“鍵盤”盛冠森的照片被挖出，驚呆了網(wǎng)上的小伙伴們！大家紛紛感慨昔日的小童星長大以后變化驚人！小時候外貌并不是很出眾的他成功逆襲成帥氣大男孩，其撲閃的大眼睛、帥氣出位的飛機(jī)頭發(fā)型設(shè)計以及高挺鼻梁都十分符合時下對于小鮮肉的各種需求！網(wǎng)友看過后紛紛表示“帥到逆襲”、簡直“逆襲了整部男主演”（人民網(wǎng)評）。

除了表演之外，盛冠森在音樂、舞蹈、跑酷等方面都有造詣，日漸成熟的演技和多項的才藝，使得他成為了娛樂圈90后新星中倍受矚目的潛力股（騰訊娛樂評）。