1992年，毛孩在电影《一个姑娘三个兵》里饰演一个小战士。

1993年，空政话剧团要排话剧《甘巴拉》，毛孩被当时的副团长选中饰演一个小战士。

1996年，空政话剧团排一台话剧《湘江·湘江》，毛孩在剧中饰演小战士龙牙子。同年，还出演电视剧《大秦腔》，在剧中他扮演一个身世不清的儿子。

2001年，在《兵哥》中，毛孩饰演一个为了当将军而入伍的兵，这个角色的成功让他获得第14届全军电视剧“金星奖”。

2002年，由于在空政话剧团编导尚敬执导的中国第一部军旅题材的情景喜剧《炊事班的故事》中饰演操着一口河南话的小毛而被人们所熟知。

2004年，再次与洪剑涛、周小斌、范明、姜超、沙溢合作主演《炊事班的故事2》，继续饰演小毛，也是凭借在剧中的出色表现，毛孩获得了第16届金星奖优秀演员奖。

2005年，客串出演章回体古装情景喜剧《武林外传》，在剧中饰演职业打手江小道。

2007年，出演由尚敬执导的情景喜剧《卫生队的故事》，饰演小毛。 [5]  同年，《炊事班的故事3》登陆荧屏，毛孩与洪剑涛、周小斌、范明、姜超、沙溢等老搭档三度合作，再次饰演小毛。

2009年，与佟大为、霍青、邵峰、矢野浩二合作主演由高希希执导的战争类电视剧《狙击手》，饰演石头。

2010年，与张译、潘雨辰、刘威葳、涂松岩等联袂主演全景式展现77级大学生生活的作品《雪花那个飘》，在剧中饰演’‘开心果钉子’‘丁学武。 同年，还出演电视剧《圆圆的故事》，饰演毛小伟。

2011年，毛孩参加东方卫视的以明星舞蹈竞技为主题的真人秀节目《舞林大会》，最终获得第七名。

2013年，出演由孙兴、王一楠、吴磊、陈曼媛等主演的电视剧《家有外星人2》，饰演听话。同年，还出演电视剧《大学生士兵的故事2》，饰演毛班长。

2014年，与笑星范伟领衔主演战争类喜剧《小宝和老财》，剧中一人分饰两角，同时饰演“正义凛然，聪明伶俐”的红军战士诸葛旦和“成事不足，败事有余”的二流子朱龙运。

2015年7月1日，主演由曾剑锋执导的边疆走心励志电影《默守那份情》上映，在影片中饰演了一个从零医学基础的无名小兵不断努力升级逆袭为权威医学专家的庄仕华一角。

2016年11月4日，主演改编自刘震云获茅盾文学奖同名作电影《一句顶一万句》上映，饰演男一号牛爱国。