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2003年，参演李保田、梁丽、杜雨露主演的古装剧《神医喜来乐》，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈；同年，获得“桃李杯”群舞二等奖。2004年，获得全国舞蹈比赛三等奖。
2006年，参加东方卫视选秀娱乐节目《加油！好男儿》，获得北京赛区5强、全国34强。2007年11月19日，推出首支个人单曲《坏坏爱》，从而正式进军歌坛。
2009年11月27日，其参演的古装战争电影《花木兰》上映；12月18日，其参演的动作电影《十月围城》首映。2010年，参加湖南卫视选秀娱乐节目《快乐男声》，获得济南唱区30强。
2011年，出演江宏恩、高洋、吕佳容主演的家庭伦理剧《团圆》。2012年，与李宛仪搭档主演系列微电影《三国恋》，在片中饰演男主角高凡。
2013年1月14日，其参演的古装剧《隋唐演义》首播，在剧中饰演铁枪将李如辉，该剧在腾讯视频上线播出8天便取得了1亿播放量；同年，出演沈傲君、侯勇、许亚军主演的都市情感剧《温暖的日子》；此外，与蒲巴甲、徐冬冬共同出演抗战剧《第一伞兵队》，在剧中饰演伞兵部队飞行员贾有才。
2014年2月10日，其参演的抗战剧《冷枪手》首播。2015年，出演隋俊波、胡丹丹、朱泳腾主演的都市情感剧《闺蜜嫁到》，在剧中饰演看似成熟稳重、实则缺乏责任心的花心校草关泽。
2016年，与史沐可、季子渊、张悦楠联合主演剧情电影《手机控》，在片中饰演男主角贺军。
2017年，与林江国搭档主演革命剧《黄崖洞》，在剧中饰演有着强大洞悉力的男二号常忘怀；随后，与李金铭、方晓莉、李东翰联袂主演剧情电影《大傩·董春女》，在片中饰演一身儒雅之气且颇具进步思想的元德昌；同年，出演连子执导的青春校园电影《七月之后》，在片中饰演谈吐不凡且学识渊博的大学校草于志明；之后，与吴健、唐昕、颜丹晨、黄骞联合主演都市情感剧《向南有小雨》，在剧中饰演一心深爱着毛小雨的隋凯；12月，赴英国伦敦出席第5届中英电影节。
大傩·董春女2018-00-00
饰演元德昌导演姬诚主演李金铭
澎湃2017-00-00
饰演彭泽导演陈健主演吴其江、王媛可
黄崖洞2017-00-00
饰演常忘怀导演陈健
第一伞兵队2014-09-11
饰演贾有才导演桑华主演张光北，蒲巴甲，李立群
冷枪手2014-02-10
饰演李丛峰导演张轩南主演张晓晨、单薇、魏宗万
娘心2013-06-16
饰演张华导演陈朱煌主演马雅舒
隋唐演义2013-01-14
饰演李如辉导演钟少雄主演严宽，张翰
温暖的日子2013
饰演郭小军导演汪涛主演沈傲君
大学那点事儿2012-10-26
导演武越主演李成
爱情花园2012
饰演瑞安导演张延斌主演宗峰岩
七月之后2018-00-00
饰演于志明导演连子
手机控2017-01-12
饰演贺军导演陶金主演史沐可
十月围城2009-12-18
饰演报社记者导演陈德森主演甄子丹、谢霆锋、王学圻、梁家辉、李宇春、范冰冰、黎明
花木兰2009-11-27
饰演军史导演马楚成主演赵薇
宋星翰是一个阳光型男，擅长表演、舞蹈、唱歌。虽然系属汉族但相貌颇具少数民族特色，眉眼间英气十足、硬朗有型。宋星翰一改往日在其他影视剧中的形象，以精彩而细腻的表演让观众看到了他不同的侧面，不但把原著中本来不显眼的李如辉给演活了，更使得李如辉成为了该剧的一个亮点。在电影《大傩·董春女》中，长相十分俊秀的宋星翰身上具有角色独有的含蓄又青春的气质，很符合人物特质。他把元德昌这个人物分毫不差的展现，原汁原味的塑造了那个时代小镇青年的激情热血与青春叛逆，其张弛有度的演技也获得了导演的认可与肯定。此外，在《团圆》、《闺蜜嫁到》等影视作品中，宋星翰的表现都可圈可点（腾讯、网易评）。
