2008年，参演古装电影《霜花店》，正式出道。

2009年，担任音乐节目《音乐银行》主持人；

同年，成为艺能节目《Running man》的固定嘉宾。

2010年，在古装剧《成均馆绯闻》中饰演具龙河一角，凭借该剧获得KBS演技大赏最佳人气奖。

2011年，因在古装历史剧《树大根深》中饰演青年世宗而获得SBS演技大赏PD奖。

2012年，主演爱情剧《善良的男人》，凭借该剧获得KBS演技大赏最优秀演技奖、第21届韩国文化演艺大奖电视剧部门最佳男演员奖等多个奖项；

同年，主演爱情电影《狼少年》，凭借该片获得第49届百想艺术大赏电影部门最佳男演员奖提名，

该片正片票房达665万观影人次，累计突破700万观影人次。

2016年，主演的KBS水木剧《太阳的后裔》收视率达到38.8%，

凭借该剧获得APAN STAR AWARDS最高演技大赏、KBS演技大赏最高大赏以及第52届百想艺术大赏电视部门最佳人气男演员奖等多个奖项 。

2017年，主演战争电影《军舰岛》。

此外，宋仲基还热心公益慈善事业，多年来向慈善机构持续捐款以及积极参加各项公益活动。