2001年,宋楚炎参演电影《
平原枪声》。2002年,他出演悬疑警匪剧《
公安局长》,从而正式进入演艺圈。2003年2月19日,宋楚炎参演的电影《
邓小平》上映,他在片中饰演吴钢。2004年,他先后参演了电影《
我的法兰西岁月》以及电视剧《
一个女儿四个爸爸》《
血色誓言》。2006年,宋楚炎与
姜武、
徐露等合作主演电视剧《
决不妥协》。2009年,宋楚炎出演了家庭伦理剧《
成家立业》。2010年,宋楚炎参演了电视剧《
盘龙卧虎高山顶》《
茶馆》《
情与缘》。2013年1月14日,宋楚炎出演家庭伦理剧《
全家福》。同年7月24日,他与
宋春丽、
张光北等合作主演的电影《
正骨》。2014年7月15日,宋楚炎出演警匪刑侦剧《
湄公河大案》。2015年7月,宋楚炎领衔出演都市情感伦理剧《
谎言的诱惑》。2016年,宋楚炎主演微电影《
一次离别》,他凭借该片获得
第三届中国国际微电影节最佳男主角提名奖。2019年,宋楚炎参演
历史剧《
特赦1959》。2020年,他参演电视剧《
我是老兵》《
巡回检察组》。2022年1月28日,宋楚炎参演电视剧《人世间》播出。11月27日,宋楚炎参演电视剧《风吹半夏》播出。2023年2月6日,宋楚炎参演电视剧《
我们的日子》。2024年12月16日,宋楚炎参演的电视剧《清明上河图密码》播出。
2004年8月20日,宋楚炎出演的由
钟秋、
夏雨、
葛存壮主演的革命历史电影《
我的法兰西岁月》上映,他在片中饰演蔡和森。本片讲述了1920年至1925年,青年邓小平赴法国勤工俭学期间发生的一系列曲折跌宕的精彩故事。同年,他还参演了电视剧《
一个女儿四个爸爸》,在剧中饰演徐信风。同年,宋楚炎出演由车父执导,
唐国强、
宋春丽、
高鑫等主演的电视剧《
血色誓言》,并在剧中饰演李刚。
2005年,宋楚炎参演由
张嘉益、
刘钧、
谢钢等主演的电视剧《
使命》,他在剧中饰演大明。同年5月10日,宋楚炎出演的由
钱雁秋执导,
张永强、
董璇等主演的悬疑古装剧《
大宋奇案》开播,他在剧中饰演刘益。
2006年,宋楚炎与
姜武、
徐露等合作主演电视剧《
决不妥协》,并在剧中饰演宝强。同年,他还出演了电视剧《
我不是凶手》《
首富》,并分别在剧中饰演徐家骏和吉田贵仁。同年11月20日,宋楚炎出演的由
钱雁秋执导,
梁冠华、
张子健、
吕中等主演的电视剧《
神探狄仁杰第二部》开播,他在剧中饰演赵文。
2007年,宋楚炎出演由
宋春丽、
王刚、
牛莉等主演的电视剧《
红梅花开》,并在剧中饰演牛兆强。同年9月28日,宋楚炎参演由
陈家林执导,
杨幂、
刘德凯、
陈思诚等主演的古装
历史剧《
王昭君》,并在剧中饰演王怀。
2008年3月15日,宋楚炎参演的由
梁冠华、
张子健、
董璇等主演的悬疑古装动作剧《
神探狄仁杰第三部》开播,他在剧中饰演王蔷。2009年,宋楚炎出演了由
朱雨辰、
郝平等主演的家庭伦理剧《
成家立业》,在剧中饰演孙大龙。2010年,宋楚炎在西部爱情剧《
盘龙卧虎高山顶》中饰演魏鬼。同年7月16日,宋楚炎参演的由
陈宝国、
梁天等主演的年代剧《
茶馆》开播,他在剧中饰演大栓。该剧主要讲述了一个老北京城的茶馆老板王利发,在解放前数十年的大背景下的挣扎与妥协,并从中折射出了老北京几十年生活的盛衰变迁。同年,宋楚炎与
沙溢、
宋春丽、
奚美娟合作主演家庭伦理剧《
情与缘》,在剧中饰演科长石新民。
2011年11月4日,宋楚炎出演的由
钱泳辰、
肖茵、
何铁红等主演的犯罪嫌疑剧《
致命追踪》开播,他在剧中饰演陈东。同年,宋楚炎与
王海燕、
孙波等合作主演公安题材大剧《
缉毒精英》,并在剧中饰演警察范英浩。该剧讲述了缉毒刑警与毒贩斗智斗勇的故事。同年,他参演的电视剧《
错婚》开播,他在剧中饰演刚子。2012年10月7日,宋楚炎参演的由
王文杰执导,
陆毅、
林心如等主演的电视剧《
苏东坡》开播,他在剧中饰演
陈慥。2013年1月14日,宋楚炎出演的由
吴刚、
秦海璐等主演的家庭伦理剧《
全家福》开播,他在剧中饰演柱子,与吴刚首演父子。该剧讲述了
北京市一座小四合院里的三户人家从20世纪40年代到
改革开放60年间的经历,反映了中国社会的巨大变迁和进步。同年7月24日,他与
宋春丽、
张光北等合作主演的电影《
正骨》上映,他在剧中与张光北演父子。
2014年7月15日,宋楚炎出演的由
安战军执导,
陈宝国、
杜志国等主演的警匪刑侦剧《
湄公河大案》开播,他在剧中饰演梁欢。该剧以公安机关侦破“湄公河‘10·5’案件”的真实故事为创作基础,讲述了中国公安机关在老、缅、泰三国警方的支持配合下,成功侦破杀害中国船员一案并破获重大国际贩毒团伙的故事。同年8月5日,宋楚炎参演的由
殷桃、
李东学等主演的爱情剧《
假如幸福来临》开播,他在剧中饰演女一叶百合前夫庄子约。
2015年,宋楚炎与
海顿、
翁虹等合作主演电视剧《
我是赵传奇》。同年7月,宋楚炎领衔出演都市情感伦理剧《
谎言的诱惑》,他在剧中扮演陈文浩。该剧是导演
张族权联手原班人马倾力打造的“温柔系列剧”第七部。同年11月30日,宋楚炎参演的由
孙俪、
刘涛、
方中信等主演的古装剧《
芈月传》开播,他在剧中饰演杜锦将军。同年,宋楚炎与陈月末合作主演热血青春励志电视剧《
突击再突击》,他在剧中饰演特种大队副大队长
李铁。该剧讲述了当代内地九零后“官二代、富二代”赴藏从军的青春励志的故事。
2016年,宋楚炎主演
罗媛元执导的微电影《
一次离别》,他凭借该片获得
第三届中国国际微电影节最佳男主角
提名奖。同年,宋楚炎出演了由
董亚春执导的电视剧《
绝命后卫师》,该剧讲述了
长征中的湘江战役,担任中央红军总后卫的红34师6000多闽西子弟,在师长陈树湘率领下保护中央红军主力部队战略转移,英勇战斗直至几乎全部壮烈牺牲的英雄故事。同年5月1日,宋楚炎参演的由
俞飞鸿、
杨玏等主演的电视剧《
小丈夫》开播。
2017年12月24日,宋楚炎与
袁满合作主演的电影《
天福山起义》上映。2018年9月3日,宋楚炎与
宋春丽等主演的历史战争片《
十八勇士》上映,该影片取材于抗日战争时期发生在
山西省武乡县的真实故事。2019年7月29日,宋楚炎参演的
董亚春执导,
张铎、
奚望等主演的
历史剧《
特赦1959》开播,他在剧中饰演周养浩。2020年,宋楚炎、
丁柳元、
宋春丽等主演的电视剧《
我是老兵》开播,该剧以2015年“9.3”阅兵为背景,从长征老兵爷爷林开山、
抗美援朝战争老兵父亲林盼、母亲
姚玉玲和
越南战争退伍兵林爱军祖孙三代军人的故事。同年12月13日,宋楚炎参演的由
于和伟、
韩雪等主演的电视剧《
巡回检察组》开播,他在剧中饰演
沈广军。
2021年6月1日,宋楚炎出演的由
周义晟、
刘柏熙、
冯丽丽等主演的历史传记片《
童年周恩来》上映,他在片中饰演龚表舅。本片以周恩来总理12岁以前在
淮安市的童年成长史为故事主线,通过生动感人的画面,向世人展示了一代伟人曲折的成长历程。同年12月6日,宋楚炎参演的电影《御猫传》与《
角抵士》上映。
2022年,宋楚炎参演了动作古装电影《
匹夫英雄传》。同年1月28日,宋楚炎参演的由
李路执导,
雷佳音、
辛柏青、
宋佳等主演的电视剧《
人世间》开播,他在剧中饰演孙赶超。同年7月26日,宋楚炎参演的由
阳知、
康磊等主演的电影《
红麦》上映。同年8月29日,宋楚炎参演的电影《
消失的孩子》上映,并在片中饰演陆仕明。同年11月27日,宋楚炎参演的由
赵丽颖、
欧豪、
李光洁等主演的爱情剧《
风吹半夏》开播,他在剧中饰演拍卖师。同年12月12日,宋楚炎出演的电影《浪子燕青之好汉归来》上映。
2023年2月6日,宋楚炎参演的由
李小冉、
李乃文、
周依然等主演的电视剧《
我们的日子》开播,他在剧中饰演林俊生。2024年6月,宋楚炎友情出演的电视剧《以法之名》杀青。宋楚炎在杨帆执导的古装剧《
清明上河图密码》中饰演
栾回,并出演
张新成、
宋祖儿等主演的电视剧《
艰难的制造》。宋楚炎参演的电视剧《
三江潮》预计在2025年开播。
北京电影学院毕业的宋楚炎对这个角色有着深入刻画,把人物从冥顽不灵、消极颓废到死灰复燃、再到“放飞自我”演绎得逼真出彩,与人争执、挑拨离间等等行径完全凸显出一个不知悔改的反革命罪犯的“嚣张”和“愚昧”。最后,周养浩在
北京战犯管理所改邪归正,这恰恰正是那个特殊时代下,
中国国民党向伟大共产党屈服的历史缩影。(
环球网 评)
宋楚炎在《
因法之名》中扮演的张雷对工作尽职尽责,有过人的敏锐性和办事严谨性,在与邹雄共同处理的案子中,他始终怀疑当中另有蹊跷,因为证据不足,他提出不应该直接把犯罪嫌疑人定义成被告,更不该断然判定成凶手,但无奈之下只能一直寻找证据。宋楚炎外表阳光正气,演技感情充沛、张弛有度,将角色本身的干脆直爽诠释到位,张雷这个人物的内心被他把握得恰到好处。(
环球网 评)
宋楚炎在以
历史剧、革命剧、都市情感剧为主的题材影视作品中取得不小成就,实力演绎过许多真实灵动的角色,毕业于北影表演系的他始终坚持对拍戏的热爱。(
中国山东网评)