一九九八年，宋洋顺利考入中国煤矿文工团艺术学校，开始系统学习声乐专业。在校期间，他积极参与各类歌舞演出，积累了丰富的舞台实践经验。然而，由于自身嗓音条件被专业老师评价为较为普通，在演出中往往只能承担合唱部分，难以获得独唱机会。面对这一现实局限，他经过慎重考虑，最终不得不放弃了在声乐道路上的进一步发展。二零零二年，宋洋转而报考北京电影学院表演系并被成功录取，由此开启了全新的艺术求索历程。从北京电影学院毕业后，他正式踏入演艺行业，逐步在影视表演领域崭露头角。
在2005年，宋洋正式加盟了唐人电影公司所制作的电视剧《少年杨家将》，该剧于2007年顺利播出，他在剧中精彩地诠释了杨二郎这一角色；随后在2007年7月，宋洋参演的另一部玄幻题材剧集《聊斋奇女子》也与观众见面。到了2008年，由胡歌、林依晨、袁弘等众多知名演员联袂主演的古装武侠大戏《射雕英雄传》正式播出，宋洋在剧中饰演了令人印象深刻的尹志平一角，这部剧集更在2009年荣获了“福建城市联盟电视剧收视强中强”这一重要奖项。2009年6月，宋洋又在仙侠剧《仙剑奇侠传三》中扮演了角色溪风；同一年，他还出演了电影《火线追凶之无罪辩护》，在片中饰演了王粟这一人物。进入2010年，历史古装剧《大明太子府风云》播出，宋洋在剧中饰演了太子，并在同年参与了《大明嫔妃之逐鹿》和《刀见笑》等多部作品的拍摄。2012年2月，他在古装武侠电影《倭寇的踪迹》中饰演了梁痕录。2013年，宋洋凭借其在2011年拍摄的电影《倭寇的踪迹》中的出色表现，成功获得了中国电影表演艺术学会第十四届学会奖的新人奖；同年，他参演的动作武侠剧《叶问》也正式播出；同年11月，宋洋又凭借其在电影《箭士柳白猿》中的精湛演技，获得了中国电影导演协会表彰大会最佳男主角的提名。2013年12月，宋洋在武侠剧《神雕侠侣》中饰演了性格呆萌的道长甄志丙，该角色在剧集播出后引发了观众的广泛关注与热烈讨论。2015年，宋洋与导演徐皓峰展开了第三次合作，在电影《师父》中，他饰演了那个既放荡不羁又敦厚痴情的街头混混耿良辰，这一角色的成功塑造再次赢得了广大影迷和观众的高度关注与认可。
2016年，演员宋洋在播出的年代剧《万水千山风雨情》中饰演了角色杜雨桥，由此开启了一段备受瞩目的演艺历程。进入2017年7月，他在一部上映的献礼电影《建军大业》中成功塑造了历史人物汪寿华的形象；同年11月，宋洋受邀参与了一档互动采访节目《星月对话》，与观众进行了深入的交流。2018年4月，由宋洋与姜武等人共同主演的犯罪悬疑电影《暴裂无声》在内地影院正式上映，他在该片中扮演了一位身处社会底层的失语矿工张保民，凭借对这一角色的深刻诠释和精湛演绎，宋洋一举荣获第二届澳门国际影展最佳男主角奖以及第三届德国中国电影节最佳男演员奖两项重要荣誉，其演技获得了业界的广泛认可。2019年，宋洋在作品《长安道》中饰演了邵宽城一角；随后，一部古装电视剧《清风明月佳人》于2020年3月播出，他在剧中扮演了历史人物宋钦宗；同年8月18日，由他主演的悬疑剧《非常目击》在爱奇艺平台播出，宋洋在剧中饰演了刑警队队长山峰；8月21日，根据抗日战争中四行保卫战真实事件改编的电影《八佰》上映，他在片中饰演了张柏亭这一角色。 2021年2月，宋洋参加的一档戏剧化演绎节目《见字如面·初心季》正式播出；10月，他与万茜搭档主演的舞台剧《倾城之恋》开启了中国范围内的巡回演出；11月，他参与录制的真人秀节目《导演请指教》播出；12月，宋洋出演了悬疑电影《误杀2》。2022年，电影《回西藏》于8月在北京国际电影节期间上映，宋洋在片中扮演了老孔；9月，电视剧《风云战国之枭雄》播出，他在剧中饰演了姬丹。2023年，宋洋凭借在电影《回西藏》中的出色表现，获得了第36届中国电影金鸡奖最佳男主角提名；同年11月，他在电影《热搜》中饰演了何言；此外，他在这一年还出演了包括《觅渡》在内的多部影视作品。 2024年1月11日，宋洋特别出演的电视剧《如果奔跑是我的人生》在央视八套首播，并在爱奇艺平台同步播出；2月5日，他参演的电视剧《真心英雄》宣布杀青；7月4日，由他主演的电影《致命通话》在爱奇艺播出；8月2日，他参演的电影《从21世纪安全撤离》登陆影院上映；10月，他参演的电视剧《澎湖海战》正式开机；11月23日，他参演的电视剧《不讨好的勇气》播出，在剧中他饰演了徐云峰。进入2025年，1月1日，宋洋参演的电视剧《真心英雄》播出；6月15日，由他主演的电影《比如父子》播出；9月17日，他参演的电视剧《不眠日》播出；9月19日，他凭借在作品《比如父子》中的精彩演绎，荣获第2届北纬30°科幻荣誉盛典年度科幻演员奖；10月8日，由他主演的悬疑剧《无邪》在重庆开机。同年12月6日，他参演的电影《比如父子》上映；12月27日，另一部他参演的电影《无归客》也与观众见面。
2025年3月，官方正式宣布，其将受邀担任第十五届北京国际电影节“注目未来”单元的国际评审团评委。这一任命不仅体现了国际影坛对其专业眼光与艺术判断力的高度认可，也彰显了北京国际电影节致力于发掘全球电影新生力量、推动电影艺术创新发展的持续努力。作为电影节中专注于鼓励原创、前瞻视觉表达的重要板块，“注目未来”单元始终以推介各国青年影人的先锋作品为核心使命。
在电影《不止不休》中，演员宋洋所诠释的乙肝携带者张博这一角色，尽管整体出场时间并不算长，但他凭借精湛的演技，使得每一场戏份都显得格外精准且充满内在张力。在一系列以旅途为主题的形象写真中，宋洋置身于辽阔苍茫的大漠天地之间，其旅人装扮与沿途风尘的造型十分引人注目，那潇洒而豪放的画面氛围，将他性格中深藏的自由与不羁一面展现得极为充分且动人。而在另一组名为“都市秋男”的写真作品中，宋洋则以深邃迷人的眼神凝视镜头，自然而然地流露出一种细腻而忧郁的感性气质，令人过目难忘。此外，在一组时尚风格鲜明的拍摄中，宋洋身着一袭剪裁得体的黑色西装，显得格外帅气逼人，通过多样化的西装搭配与其干净明朗的俊朗外表相结合，淋漓尽致地彰显出优雅的绅士风度。尤其当一件质感厚重的大衣披于肩头时，他整体造型所散发出的那份沉稳与风度，不禁让人联想到经典形象上海滩“许文强”的韵味，在成熟稳重的基调中，依然不失英挺俊朗的个人魅力。