2003年，在开心麻花话剧团中出演开心麻花第一部舞台剧《想吃麻花现给你拧》。
2004年，在舞台剧《开心麻花2005·人在江湖漂》中担任导演并在剧中演出，饰演竹叶青。同年，拍摄电视剧《青春正步走》，饰演常和平。
2005年，在开心麻花贺岁话剧《情流感》饰演主持人、金捕头等角色，并担任副导演。
2006年，1月17日至20日《想吃麻花现给你拧》百场贺岁演出，担任复排导演；同年，出演话剧《我在天堂等你》，饰演欧木鑫，还在话剧《青年近卫军》中饰演拂里德里赫。
2007年，自导自演开心麻花团队制作的舞台剧《开心麻花2007·疯狂的石头》，饰演翻译。
2008年，在舞台剧《开心麻花2009·甜咸配》担任导演并饰演角色，饰演小顺。
2009年，导演开心麻花舞台剧《索马里海盗》，并客串小P老师、曾母等角色。
2010年，沈腾在开心麻花2011年贺岁舞台剧《乌龙山伯爵》中扮演男主角，一个一无所有的穷小子。
2012年，首次登上央视春晚舞台，在春晚上与黄杨、艾伦合作表演小品《今天的幸福》，在小品中饰演贱贱的还有点二的‘’郝建‘’。同年，与王小山、李昕芸、作业本联袂主演微电影《床上关系》，饰演张诚。也凭借这部电影，沈腾获得第20届北京大学生电影节微电影精品大赛“最佳男演员”奖和第2届中国大学生微电影节“最佳男主角”奖。
2013年，再次登上央视春晚并与马丽、杜晓宇、王琦共同表演小品《今天的幸福2》，继续饰演郝建。2月24日又登上央视元宵晚会，与艾伦、王宁、常远等表演小品《闹元宵》。4月25日，沈腾获得第四届现代戏剧谷2013壹戏剧大赏“年度新锐男演员‘’奖。7月12日，被2014年央视春晚聘为策划。
2014年，沈腾第三次登上央视春晚，与马丽、杜晓宇合作表演小品《扶不扶》。3月，沈腾参加湖南卫视综艺节目《百变大咖秀》，挑战经典电视剧《还珠格格》中容嬷嬷的角色。4月，参与电视剧《你是我的眼》的拍摄，在剧中饰演男一号张三斤。5月，由他自导自演的迷你喜剧《人见人爱》登陆网络。9月沈腾参演电影《心花路放》上映，片中沈腾饰演的“撩骚”老板。
2015年，沈腾第四次登上央视春晚，与马丽、杜晓宇合作表演小品《投其所好》。3月4日，在中央电视台元宵晚会上，演唱《一生有你》。沈腾、杜晓宇领衔主演的灰色喜剧电影《一念天堂》于广东佛山拍摄完成，2015年末上映。2015年上半年参加东方卫视全国首档明星喜剧竞赛真人秀节目《欢乐喜剧人》录制，并夺得冠军。7月，“开心麻花沈腾团队”，凭借独特的喜剧视角和表现方式，获得《欢乐喜剧人》第一季冠军。8月在《滚蛋吧！肿瘤君》中，沈腾再演“贱男”，片中沈腾以喜感的演绎，将“贱男”形象提升到新的高度。7月-8月，参加四川卫视大型历史体验真人秀《咱们穿越吧》录制。9月30日，沈腾、马丽领衔主演，艾伦、常远等演员联袂主演的喜剧电影《夏洛特烦恼》上映。该片上映62天，最终票房超过了14.41亿，位居2015年票房榜第五。在上映期间，该片的放映场次和观影人次分别超过了132万和4475万，凭借这部电影，沈腾一举夺得澳门电影节“2015金羊奖华语年度男演员”。10月、11月，参加江苏卫视真人秀《女婿上门了》录制。12月31日，沈腾、马丽主演的电影《一念天堂》全国上映。
2016年，沈腾特别出演电影《王牌逗王牌》，在片中饰演刘德华上司，该片已于2016年国庆档上映。1月29日，由沈腾领衔主演的都市情感电视剧《你是我的眼》登陆CCTV8黄金档播出。2月8日大年初一，电影《年兽大作战》全国上映，沈腾为片中土地公配音。3月，沈腾担任《top高能医少》的监制并出演重要角色，该剧是国内首部医学题材青春励志喜剧。5月，录制《咱们穿越吧》第二季。为8月23日上映的动画电影《冰川时代：星际碰撞》配音。9月起，沈腾将回归话剧舞台，全国巡演经典舞台剧《乌龙山伯爵》。11月19日，第八届澳大利亚国际华语电影节在悉尼举行颁奖仪式，沈腾获最受欢迎男演员。
2017年，沈腾与艾伦、魏翔、吴江、杨沅翰在2017年央视春晚上表演小品《一个女婿半个儿》，沈腾饰演女婿，该小品由被骗引发的假“绑架”案，讽刺了电信诈骗，网友也是好评如潮。3月，客串吴君如导演的电影《妖妖铃》，该片已于2017年12月29日全国公映。4月，客串电影《龙虾刑警》，在片中饰演龙虾店老板沈大厨，该片已于2018年6月22日全国公映。5月，前往摩洛哥参与东方卫视旅行体验类真人秀《旅途的花样》的录制。7月26日，在青岛参加电影《疯狂的外星人》开机发布会，该片已于2017年12月杀青，在2019年大年初一同步上映。沈腾参演开心麻花第三部电影《羞羞的铁拳》，饰演片中卷帘门副掌门张茱萸，该片于2017年9月30号全国公映。该片上映81天，最终票房超过了22.13亿，位居2017年票房榜第三。10月，担任浙江卫视原创喜剧竞演综艺节目《喜剧总动员第二季》队长。12月，主演闫非、彭大魔编剧并执导的喜剧电影《西虹市首富》，在片中饰演男主王多鱼，该片已于2018年7月27日全国公映，上映当天票房破2亿。最终影片票房超25亿，开创开心麻花喜剧电影最好成绩。凭借这部电影，沈腾获颁第75届威尼斯国际电影节“年度焦点男演员”奖项。
2018年，录制浙江卫视大型原创室内竞技真人秀《王牌对王牌》第三季，担任王牌队长。7月27日，沈腾献声的深夜广播剧《死亡通知单》在蜻蜓FM上线。主演电影《飞驰人生》宣布定档2019年大年初一，片中沈腾饰演金牌赛车手。客串开心麻花第四部电影《李茶的姑妈》，片中饰演牧师，将于2018年9月30日全国公映。加盟电影《日不落酒店》，客串饰演外星人。
2019年，2019年中央广播电视总台春节联欢晚会，沈腾与马丽、艾伦、常远、魏翔表演小品《占位子》；2月6日，沈腾主演的《飞驰人生》，累计票房17.16亿，《疯狂的外星人》累计票房22亿。2019年沈腾录制浙江卫视大型原创室内竞技真人秀《王牌对王牌》第四季。2019年沈腾和张雨绮主演《光天化日》。9月27日，凭借喜剧片《飞驰人生》获得第17届平壤国际电影节最佳男主角奖。同年，沈腾加盟《中国达人秀》第六季，担任梦想观察员。10月，主演的电影《温暖的抱抱》开机。12月7日，主演的电影《全民狂欢》宣布正式启动。
2020年，2019新浪微博之夜在北京举行，沈腾获得微博年度影响力演员荣誉。2020年1月24日，沈腾与马丽、黄才伦、陶亮、刘坤、魏玮在2020年中央广播电视总台春节联欢晚会上表演小品《走过场》。1月25日，担任2020年北京电视台春节联欢晚会主持人；2月，演唱文艺界抗击疫情主题MV《坚信爱会赢》；2月21日，担任《王牌对王牌第五季》固定MC；8月，爆笑喜剧《创客联盟》即将热播。这部剧由杜晓宇首次跨界做导演并主有沈腾等喜剧大咖的倾情加盟,；10月1日，参演的电影《我和我的家乡》将上映；10月20日，与艾伦主演的喜剧电影《超能一家人》曝光先导海报；10月28日，参加浙江卫视原创室内竞技真人秀节目《王牌对王牌第六季》；10月29日，主演由贾玲执导的电影《你好，李焕英》；11月28日，主持第33届中国电影金鸡奖闭幕式颁奖典礼；12月7日，主演的电影《全民狂欢》正式启动。12月12日，特别出演的喜剧电影《日不落酒店》上映；12月31日，主演的电影《温暖的抱抱》上映。
独行月球2022 饰演独孤月 导演张吃鱼 主演马丽
你好，李焕英2021-2-12 饰演沈光林 导演贾玲 主演贾玲、陈赫
超能一家人2021 饰演- 导演宋阳 主演艾伦
全民狂欢2021 导演闫非、彭大魔
光天化日2021 饰演尊非 导演王大庆 主演张雨绮
温暖的抱抱2020-12-31 饰演贾医生 导演常远 主演常远、李沁
日不落酒店2020-12-12 饰演外星人 导演冯一平、刘峻萌、郝心悦 主演黄才伦、张慧雯
我和我的家乡 2020-10-1 饰演马亮 导演宁浩、徐峥、陈思诚、闫非、彭大魔、邓超、俞白眉 主演葛优、黄渤、范伟、邓超
囧妈 2020-1-25 饰演乘客 导演徐峥 主演徐峥、袁泉
疯狂的外星人 2019-02-05 饰演大飞 导演宁浩 主演黄渤、马修·莫里森、汤姆·派福瑞
飞驰人生2019-02-05 饰演张驰 导演韩寒 主演黄景瑜、尹正、尹昉
李茶的姑妈2018-09-30 饰演牧师 导演吴昱翰 主演黄才伦、卢靖姗、艾伦
西虹市首富2018-07-27 饰演王多鱼 导演闫非、彭大魔 主演宋芸桦、张一鸣、常远
龙虾刑警2018-06-22 饰演沈大厨 导演李昕芸 主演王千源、袁姗姗、刘桦
妖铃铃 2017-12-29 饰演徐大富 导演吴君如 主演吴君如、岳云鹏、张译
羞羞的铁拳 2017-09-30 饰演张茱萸 导演宋阳、张吃鱼 主演艾伦、马丽、王成思、田雨
王牌逗王牌 2016-10-01 饰演老K 导演王晶 主演黄晓明、刘德华、王祖蓝
一念天堂 2015-12-31 饰演沈默 导演张承 主演马丽、杜晓宇
夏洛特烦恼2015-09-30 饰演夏洛 导演闫非、彭大魔 主演马丽、王智、尹正
滚蛋吧！肿瘤君2015-08-13 饰演熊顿前男友 导演韩延 主演白百合、吴彦祖、张子萱
创客联盟2020 导演杜晓宇 主演杜晓宇
欢喜密探 2016-10-17 饰演沈老贱 导演包贝尔 主演包贝尔、贾玲、柳岩
top高能医少 2016 饰演钟老师 导演张元、田里 主演魏大勋、李昕芸、李泉
你是我的眼 2014 饰演张三斤 导演田镇 主演许龄月、贾玲、孙大川、曹海军、张英
人见人爱 2013 饰演郝建 导演沈腾 主演张子栋、刘小光、常远、王琦
北京青年2012 饰演殷强 导演赵宝刚 主演杜淳；贺刚；任重、李晨；姚笛；马苏；、王丽坤；张俪；曾泳醍
屌丝男士第一季2012 饰演公司同事 导演大鹏 主演大鹏
天才进化论2012 饰演伍宇民 导演张馨元 主演茅圆君、李璐茜、墨阳
青春正步走2007 饰演常和平 导演王连平 主演张译、刘小锋、杜志国、申军谊
引蛇行动2006 饰演夏晓强 导演祝君、黎涛 主演张子健、金鑫、杨紫
夫妻时差2005 饰演麦冬 导演孙皓 主演张庭、丁志诚
围屋里的女人2002 饰演曹元吉 导演马鲁剑 主演肖雄、杨雨婷、殷桃
东北一家人2001 饰演马二虎（马大头） 导演英达 主演李琦；彭玉、金珠；巩汉林、吕小品；李颖
2020-06-11 第27届华鼎奖最佳电影男主角奖 飞驰人生 （提名）
2018-10-25 2018「时代能量·时装之夜」年度盛典时代影响力奖 （获奖）
2016-11-19 第八届澳大利亚国际华语电影节最受欢迎男演员 （获奖）
2016-06-13 2016微博电影之夜微博最受欢迎喜剧演员 （获奖）
2016-06-13 向上时尚之夜最具价值跨界明星奖 （获奖）
2016-05-17 第三十三届大众电影百花奖最佳男主角候选人 （提名）
2016-04-13 乐视生态年度全媒体影响力演员 （获奖）
2016-03-08 2015金羊奖澳门国际电影节华语年度男演员 《夏洛特烦恼》 （获奖）
2016-01-17 2015年青年创建人物（文化艺术类） （获奖）
2016-01-07 微博之夜年度中国电影新力量男演员 （获奖）
2016-01-07 2015金票根圆梦盛典年度最强喜剧男演员奖 （获奖）
2015-11-14 东方卫视“风从东方来”娱乐影响力盛典年度最佳喜剧男演员 （获奖）
2015-11-13 2015《芭莎男士》年度吸引力明星 （获奖）
2013-05-24 第二届大学生微电影节“最佳男主角” （获奖）
2013-04-26 第二十届北京大学生电影节微电影精品大赛“最佳男演员” （获奖）
2013-04-25 第四届现代戏剧谷2013壹戏剧大赏“年度新锐男演员 （获奖）
2019 第17届平壤国际电影节最佳男主角奖 飞驰人生 （获奖）
2019 第11届澳门国际电影节最佳男主角奖 疯狂的外星人 （提名）
2015-07 第一季《欢乐喜剧人》冠军 （获奖）
沈腾思维灵敏，语言犀利幽默，笑起来的时候，帅气的脸上不自觉地出现几条可爱的褶皱，身边的人戏称他为“沈大爷”。他特有的“沈氏”幽默，迷倒了一拨又一拨的麻花迷们，包袱出人意料，作品有极强的票房号召力。（中国网络电视台评）
沈腾显然是艺人堆里的异类和奇葩，他随心随性地展示自己俗的一面，和粉丝们在微博上玩闹。（新浪娱乐评）沈腾先后在央视春晚舞台上表演了《今天的幸福》和《今天的幸福2》两个小品，搞笑的台词和逗趣的表演获得了不少观众的好评。（新浪娱乐评）沈腾思维敏捷，语言犀利幽默，2012年登陆央视春晚表演小品《今天的幸福》为全国观众带去了欢声笑语。（网易娱乐评）
自2003年出演开心麻花第一部舞台剧《想吃麻花现给你拧》后，他的“麻花”之路就没有停下过，《人在江湖漂》、《索马里海盗》、《乌龙山伯爵》等一系列经典搞笑剧目的上演，让沈腾形成了自己的搞笑风格。而连续三年登上春晚小品舞台，“郝建”的名字深入人心，使他得到了全国观众的喜爱与认可。（网易娱乐评）
连续四年登上央视春晚的舞台，沈腾塑造的“郝建”深入人心，但作为的演员沈腾希望给观众看到他更多的才华。《滚蛋吧！肿瘤君》中的“贱男”、《夏洛特烦恼》中的夏洛，在不同的角色中沈腾体会了不同的人生。（新浪娱乐评）
