2006年，馬天宇參加由東方衛(wèi)視主辦的選秀節(jié)目《加油！好男兒》，并獲得武漢賽區(qū)冠軍、全國總決賽第六名、全國網(wǎng)絡人氣冠軍；12月份，考入北京電影學院；12月6日，發(fā)行首支單曲《只欠秋天》，由馬天宇自己填詞。

2007年1月29日，馬天宇發(fā)行第一張唱片《宇光十色》，收錄10首風格清新但各具特色的歌曲，并且賦予了每首歌一種不同的顏色；該專輯在內(nèi)地唱片銷量排行榜上名列前茅，拿下了16省市內(nèi)地歌手唱片銷量的冠軍，并獲得亞太音樂榜唱片中國大陸地區(qū)銷量冠軍；其中主打歌《該死的溫柔》獲得第五屆東南勁爆音樂榜勁爆十大金曲、2007百度娛樂沸點年度頒獎禮十大金曲、最熱門MV獎、2007網(wǎng)絡十大金曲冠軍等獎項，并入選日本漢語教材《通過唱歌記住中國話》；5月25日，憑借專輯《宇光十色》在“中國原創(chuàng)音樂總評榜”中一舉奪得“內(nèi)地最具潛質(zhì)新人”和“內(nèi)地新人唱片最佳銷量”兩項大獎；7月5日，獲得第一屆時尚風云榜頒獎盛典“十大時尚偶像”獎；7月12日，發(fā)行單曲《快樂童話》；11月10日，出席第五屆“東南勁爆音樂榜”頒獎典禮，并獲得“內(nèi)地最受歡迎男歌手”獎；11月11日，在無錫“譽灶屑七彩金曲排行榜”再次獲得“內(nèi)地最受歡迎男歌手”獎；12月17日，獲得第11屆騰訊網(wǎng)星光大典“內(nèi)地年度最受歡迎男歌手”獎。

2008年1月份，馬天宇客串演出的奇幻愛情劇《你是我的夢》播出，在劇中扮演一位歌手馬宇，并演唱了片尾曲《冬天的故事》；3月6日，發(fā)行第二張唱片《飛》，收錄十一首曲風清新質(zhì)樸的歌曲，嘗試了多種新鮮的音樂元素；12月份，入選CCTV-4《中華情》節(jié)目推出“紀念改革開放30年特別節(jié)目”—《歲月如歌》“偶像篇”；12月27日，憑借專輯《飛》獲得第十二屆七彩頒獎典禮“內(nèi)地最佳男歌手”獎，專輯主打歌《依然在一起》獲得“十大金曲”獎、《青衣》獲得“最佳音樂錄影帶獎”。

2009年1月份，馬天宇發(fā)行單曲《夜上海》；3月6日，參演由痞子蔡同名小說改編的電影《夜玫瑰》在中國大陸上映，在片中扮演Web2.0時代的時尚寵兒藍和彥，這也是他的銀幕處女作；4月9日，主演古裝電視劇《黛玉傳》，在劇中扮演寶二爺賈寶玉，該劇于2010年9月29日首播；10月份，攜歌曲《該死的溫柔》入選記錄了新中國60年優(yōu)秀經(jīng)典歌曲的音樂紀錄片《歲月留聲·中國唱片60年見證》。

2010年6月4日，馬天宇主演的懸疑驚悚電影《異度公寓》上映，在影片中扮演梅子的忠實粉絲孟一凡；11月30日，發(fā)行EP《自言自宇》，共收錄5首歌曲，該EP是一向以柔情歌曲著稱的馬天宇的轉型之作。

2011年1月1日，馬天宇參演的新概念武俠劇《怪俠一枝梅》播出，在劇中扮演百面書生賀小梅，馬天宇也憑此獲得“2011年優(yōu)酷影視指數(shù)最具突破男演員”獎；9月份，在穿越劇《步步驚心》中客串參與演出張曉在現(xiàn)代的初戀男友“黃棣”。

2012年1月份，馬天宇參演青春勵志劇《浪漫滿廚》，扮演內(nèi)向沉默的米青，并與魏佳慶合唱該劇主題曲《思念在右手的左邊》；6月份，主演的都市偶像劇《寶貝媽媽寶貝女》在湖南衛(wèi)視首播，并于6月15日大結局時期奪得全國衛(wèi)視黃金時段電視劇收視冠軍，他在劇中扮演男主角“腹黑男”章漢哲；7月份，參演古裝奇幻武俠片《軒轅劍之天之痕》，扮演隋朝西王呂承志。

2013年1月份，馬天宇在古裝懸疑劇《唐朝浪漫英雄》中客串參與演出大唐武功第一侍衛(wèi)男飛鷹；6月9日，主演喜劇電影《百萬愛情寶貝》上映，在影片中扮演“網(wǎng)游達人”葉蔥，憑借該片獲得第四屆樂視盛典“年度電影最具潛力男演員獎”；6月28日，參演的古裝懸疑劇《辣媽俏爸》在，他在劇中扮演單純真誠的菜鳥捕快袁志大；7月份，在古裝喜劇《龍門鏢局》中客串參與演出非常自戀的殺手龔磬冬；12月21日，發(fā)行了第四張個人專輯《世界之外》，也是馬天宇第一次改變自己標志性的溫柔曲風，以輕搖滾風格演繹歌曲。

2014年6月3日，馬天宇參演的的古裝推理懸疑偶像劇《少年神探狄仁杰》播出，在劇中扮演能文善武的皇親國戚翩翩佳公子王元芳；7月2日，仙俠魔幻偶像劇《古劍奇譚》首播，他巴諒在劇中分飾兩角，扮演戲碑項調(diào)皮少年方蘭生和其前世晉磊，該劇播出期間一直保持同時段收視冠軍；9月23日，發(fā)布音樂單曲《蘭鈴曲》，該曲是《古劍奇譚》中蘭生與襄鈴同人歌；11月17日，發(fā)行音樂單曲《納西索斯》，獲得微音樂歌曲紅榜、酷狗華語新歌榜、一聽音樂新歌榜第一名的成績；12月2日，出席第十一屆“年度先生盛典”，并獲得“年度風尚男藝人”獎；12月10日，獲的“青春的選擇2014年度盛典”年度全能藝人獎；12月31日，參與東方衛(wèi)視跨年演唱會，演唱《該死的溫柔》。

2015年2月27日，馬天宇在年代懸疑愛情劇《淑女之家》中扮演“小外公”蘇志文；3月15日，參與旅行真人秀節(jié)目《花樣姐姐》播出，并演唱主題曲《讓時光在微風中倒流》；3月份，都市婚姻勵志情感劇《淘婚記》在三亞開機，在劇中扮演黎小俊；5月21日，主演的愛情喜劇電影《土豪520》全國公映，扮演海歸男精英余海鹽；10月16日，參與配音的奇幻動畫電影《小王子》上映，在影片中為小狐貍配音；12月2日，出席第十二屆“年度先生盛典”，并獲得“年度杰出內(nèi)地藝人”獎；12月5日，榮獲由中國電視藝術家協(xié)會主管、中國電視藝術家協(xié)會演員工作委員會等共同主辦的“2015中國電視好演員”優(yōu)秀演員稱號；12月18日，喜劇電影《萬萬沒想到》公映，在片中扮演守一方平安的道家公子慕容白。

2016年2月7日，馬天宇第一次登上央視春晚，參與參與演出小品《是誰呢》；6月23日，主演都市愛情劇《緣來幸?！凡コ?，扮演“毒舌小王子”何慕；6月26日，參與錄制的騰訊視頻真人秀《放開我北鼻》播出；7月21日，參演的古裝歷史劇《秀麗江山之長歌行》首播，在劇中客串參與演出劉秀同窗嚴子陵；7月24日，主演古裝玄幻劇《幻城》，扮演冰族王子櫻空釋和其轉世罹天燼，以及小劍靈，并演唱櫻空釋角色歌《愛如櫻》；8月份，在電影《建軍大業(yè)》中扮演林彪；8月18日，出道十年首本自傳寫真《我本浪人》預售，開售1小時即登上書店預售榜第一名；9月6日，發(fā)行EP《手花》，收錄4首輕文藝風歌曲，專輯于9月27日獲得“酷狗最受歡迎數(shù)字專輯獎”，馬天宇本人也憑借該EP獲得“酷我首位白金唱片藝人”獎；11月24日，獲“2016百度娛樂年度人物”獎；12月4日，主演的古裝劇《美人私房菜》播出，在劇中扮演忠義大將軍李馬。

2017年1月16日，馬天宇獲得“2016微博之夜”年度突破演員獎；1月27日，第二次登上央視春晚，在桂林分會場與關曉彤、王嘉共同演唱歌曲《帶上月光上路》；2月7日，播出春晚桂林分會場特別節(jié)目，獨唱歌曲《但愿人長久》；3月1日，成為中國電視藝術家協(xié)會演員工作委員會理事中的一員；3月8日，《幻城》番外篇《幻城凡世》首播，在劇中扮演馬天賜；6月29日，憑借自傳寫真集《我本浪人》，榮獲第11屆作家榜總榜第一名；12月31日，參與“2018夢圓東方跨年盛典”，和王凱、王大陸共同演唱歌曲《當年情》，獨唱《手花》和《我只在乎你》。

2018年1月18日，馬天宇其主演的警匪題材電影《英雄本色2018》在中國大陸上映，在影片中扮演正義又執(zhí)著的警察周超；3月27日，三國題材權謀古裝劇《三國機密之潛龍在淵》在騰訊視頻上線，馬天宇在劇中扮演漢獻帝劉協(xié)和弟弟劉平。7月份，參與演出科幻情感劇《完美芯機人》，扮演男主角李遙。9月17日，電視劇《涼生，我們可不可以不憂傷》播出，馬天宇扮演涼生，并演唱片尾曲《生生不息》。

2019年6月18日，馬天宇與姐姐馬莉莉一同參加的國內(nèi)首檔手足觀察類節(jié)目《我們長大了》在騰訊視頻正式上線，他作為成長觀察團成員對孩子們進行無干預的觀察和分析。7月1日，電視劇《流淌的美好時光》首播，扮演男主角齊銘；8月29日，《我的莫格利男孩》開播，扮演男主莫格利；10月份，作為候選合伙人參加綜藝《親愛的·客棧第三季》。

2020年3月份，馬天宇參與浙江衛(wèi)視綜藝節(jié)目《王牌對王牌第五季》，和鄭爽擔任“顏值搭檔”成員；7月份，馬天宇參與拍攝電視劇《最美逆行者》，于9月17日開播；10月1日，參加“2020國慶獻禮·湖南衛(wèi)視藍月亮中秋之夜”；11月17日，主演的時代報告劇《石頭開花》播出，在劇中扮演了戴志強。2021年2月19日，和戚薇主演的都市科幻劇《你好，安怡》播出，在劇中扮演李遙。

2021年2月9日，馬天宇和Angelababy合作主演的網(wǎng)劇《塵緣》宣布在橫店殺青；6月19日，其作為飛行嘉賓參與演出的明星旅行生活綜藝《完美的夏天第二季》播出；7月1日，參演的電影《1921》上映，在劇中扮演李仙根。

馬天宇人物評價

成名之前的坎坷和奮斗，是精彩的勵志故事，不過難能可貴的是，在人生升華之后這一切并沒有用來邀買人心，而是只沉淀在他的骨子里，讓他更清晰的悟到工作和生活的本質(zhì)，他身上的每一個細節(jié)之處都透露出他對事業(yè)的執(zhí)著與努力。他在演唱和表演上都有著很高的領悟力。（《時尚新娘》雜志、騰訊、新浪、網(wǎng)易評）

馬天宇氣質(zhì)溫潤而暗藏鋒芒，曾多次在一部劇中一人扮演多個角色，將性格迥異的人物詮釋得非常到位，讓觀眾能夠真切的感受到他扮演的不同角色間的差異與魅力。他非常擅長用眼神和微表情感染觀眾，演技如行云流水，潤物無聲，不浮夸也不故作深沉，看著就是舒服。（網(wǎng)易、新浪評）

馬天宇內(nèi)心有觀眾無法通過熒屏察覺的成熟一面，他把內(nèi)心里最柔軟的部分留給了親情，坎坷的人生經(jīng)歷給了他更細膩的情感，和不愿辜負的初心。他是一個特別懂禮貌的人，常常主動幫助別人，對周圍的朋友關愛有加、體貼照顧，而且懂得回報，還一直樂于奔走于公益事業(yè)之中。（網(wǎng)易、搜狐評）

他真的很懂事，IQ和EQ都很高，做事方法會收斂，懂拿捏分寸，也許是因為他經(jīng)歷過逆境，知道自己想要什么，我覺得他可以走的比較長久，可塑性比較強。（鞠覺亮評） 他是很簡單的演員，但非常用功，你看他沒有想太多，其實做了很充分的準備。他平時看起來挺溫順的，但關鍵時刻很有“男友力”。（張萌評）他是一個眼神天真的大男孩，心思細膩，很有英國紳士風度。（林志玲評）