2004年，與董潔、辛柏青、朱曉漁合作主演民國情感劇《早春二月》，在劇中飾演于偉強(qiáng)，這是他的首部電視劇，從而正式進(jìn)入演藝圈。

2005年，與王茜、劉鈞、王挺合作主演醫(yī)療劇《無限生機(jī)》，在劇中飾演女主角蘇虹的徒弟裴森，這是他第一次飾演醫(yī)生；同年，與杜淳、秋瓷炫、崔林合作主演古裝武俠劇《大旗英雄傳》，在劇中飾演雷鞭的兒子雷小雕，與賈石頭飾演一對(duì)父子 。

2006年，與朱孝天、胡靜、秋瓷炫合作主演古裝武俠劇《楚留香傳奇》，在劇中飾演英俊挺拔但心機(jī)頗深的擁翠山莊少主李玉函 ?。

2007年，與杜淳、王鵬凱、阿斯茹合作主演諜戰(zhàn)劇《敵營十八年》，在劇中飾演曾經(jīng)綸的兒子曾兆君，與舒耀宣飾演一對(duì)父子；同年，與王茜、陸玲、錢勇夫合作主演家庭倫理劇《訴訟風(fēng)暴》（又名《婚姻訴訟》），在劇中飾演可愛的毛頭小子高放 ?。

2010年，與楊冪、馮紹峰、何晟銘合作主演清宮穿越劇《宮鎖心玉》，在劇中飾演重情重義的十三阿哥愛新覺羅·胤祥 。

2011年，與林好、張益群、劉沙合作主演刑偵懸疑劇《證據(jù)》，在劇飾演身為刑警隊(duì)長的男主角朗星。

2012年，入圍“華鼎獎(jiǎng)”最佳新銳男演員獎(jiǎng) ?；同年，與鮑國安、馬曉偉、呂曉禾合作主演古裝電影《毛遂自薦》，在片中飾演男主角毛遂 ?。

2013年，與王茜、王挺、劉德凱合作主演現(xiàn)代醫(yī)療劇《急診室故事》，在劇中飾演外表英俊時(shí)而呆萌的急診科住院醫(yī)師姜浩然 。

2014年，與楊冪、李易峰、喬振宇合作主演古裝玄幻劇《古劍奇譚》，在劇中飾演胡渣邋遢的耍寶大叔向天笑，這是他繼《宮鎖心玉》后再度與楊冪合作 ?。

2015年，與劉歡、葉璇、王珂合作主演抗戰(zhàn)劇《搜索連》，在劇中飾演見習(xí)排長高雷 ?；同年，與王珂、黑子、孫錫堃合作主演女性勵(lì)志劇《我叫苗金花》，在劇中飾演帥氣紳士的暖男楊帆 ?。

2016年1月，其主演的電影《三伏天》入圍“第66屆柏林國際電影節(jié)”電影大觀單元及全景競賽，田牧宸在片中飾演雙性戀的男主角白龍?。

2018年3月30日，主演的電影《三伏天》上映。4月8日，參演的電視劇《陽光下的法庭》開播。5月4日，參演的電影《香港大營救》上映。

2019年9月18日，主演的電影《楊靖宇》在中國大陸上映，在劇中飾演楊靖宇。

2020年8月6日，主演的電影《公示的青春》開機(jī)。

田牧宸擁有俊朗陽光的外形、溫婉迷人的笑容以及精湛成熟的演技。他具有東北男人的熱情豪爽，他一方面努力嘗試塑造各類性格迥異的影視人物，不斷擴(kuò)充自己的演技，另一方面又通過對(duì)劇本人物的深入挖掘，從而豐富了他在劇本創(chuàng)作方面的才華（騰訊評(píng)）。

田牧宸的硬漢造型酷勁十足，而他從小鮮肉化身成型男，則是通過一部部的作品逐漸積累而成的（新浪評(píng)）。

田牧宸身著量身定制的深紅色系英倫復(fù)古西裝，手撐紅傘，顯示出其翩翩紳士以及冬日暖男的優(yōu)雅氣質(zhì)（鳳凰網(wǎng)評(píng)）。