1979年，出演个人首播电视剧作品《楚留香》，饰演峨眉弟子[2]  。1980年，出演无线经典剧集《上海滩》，饰演热血青年陈翰林一角，是他部给观众印象的作品。1982年，参演电视剧《天龙八部》饰演段誉一角[3]  。1983年他参演 TVB电视剧《神雕侠侣》，饰演霍都[4]  。1991年，汤镇业凭借对曾志伟执导的电影《五虎将之决裂》中“反骨东”一角的诠释，获得了 电影金像奖*佳男配角，台湾电影金马奖*佳男配角提名[5]  。1998年，在电视剧《天下有情之阿福传》中饰演武艺；同年在电视剧《新江山美人》饰唐伯虎。2011年，出演清装穿越情感剧《宫锁心玉》，饰演康熙一角。2013年，在严屹宽、张翰主演的古装电视剧《隋唐演义》中饰隋文帝杨坚。2014年，与安以轩合作，在古代传奇类电视剧《金钗谍影》中饰演允祥[3]  ；同年6月，重返TVB与黄秋生合作主演电视剧《枭雄》，该剧于2015年播出2005年，在大陆古装武侠剧《七剑下天山》中饰敖隆。

2006年，在 喜剧电影《师奶唔易做》中客串饰演李先生。

2007年，在 电影《兄弟之生死同盟》中饰演严国驱[13]  。

2011年，复出幕前，在宫廷穿越类电视剧《宫锁心玉》中饰演清朝皇帝康熙一角；同年8月，在《宫锁心玉》续集《宫锁珠帘》中饰演阿灵阿[13]  。

2013年，在浙江永乐影视出品的古装电视剧《隋唐演义》中饰隋文帝杨坚[15]  。

2014年，与安以轩合作，在古代传奇类电视剧《金钗谍影》中饰演允祥；同年在历史年代剧《末代皇帝传奇》中客串庆亲王；同年6月，重返TVB与黄秋生合作主演民国斗争类电视剧《枭雄》，该剧于2015年播出[6]  。

2015年，7月18日大型仙侠魔幻偶像剧《仙侠剑》开播，汤镇业饰演兰钟岳