2010年，参演包福明执导的抗战剧《海魂》，在剧中饰演日本军官中田大佐，从而正式进入演艺圈。2012年，出演朱雨辰、焦俊艳、李子雄主演的抗战剧《冷风暴》，在剧中饰演沈木风的兄弟谢经理（小五）。

2013年，出演刘恺威、张俪领衔主演的都市情感商战剧《一念向北》，在剧中饰演沈康华的丈夫贺子翔，与石洋子饰演一对夫妻；5月28日，由俞灏明、袁姗姗主演的年代情感剧《爱在春天》首播，冷海铭在剧中饰演丽花皇宫的掌门人陈永年；7月26日，其参演的悬疑刑侦剧《新神探联盟》上星播出。

2014年7月11日，其参演的都市轻喜剧《保卫孙子》在东方卫视上星播出；12月21日，其出演的古装宫廷剧《武媚娘传奇》在湖南卫视首播，在剧中饰演唐朝初年名将薛仁贵。

2015年，参演叶祖新、蒋梦婕主演的都市情感剧《说好的幸福》；12月26日，其与郝平、李菁菁、谢天华合作出演的都市情感轻喜剧《爸爸是条龙》在CCTV-8上星播出，在剧中饰演男主角王大龙的连襟、报社广告处主任孙坚。

2016年，出演沈悦执导的谍战剧《皮·影》；8月22日，其参演的青春爱情偶像剧《微微一笑很倾城》首播，在剧中饰演游戏公司老板李海涛 ；9月5日，其出演的谍战剧《麻雀》播出，在剧中饰演心思深沉、虑事周密的孙秘书。

2017年1月30日，其参演的古装玄幻剧《三生三世十里桃花》上星播出，在剧中饰演女主角白浅的二哥、白凤九的父亲白奕上神；同年，与杨恭如、殷宝莹联袂主演都市励志情感电影《微·商》；8月3日，由张多福执导的革命历史剧《热血军旗》在CCTV-1播出，冷海铭在剧中饰演中华民国陆军一级上将何应钦；此外，他还在剧情电影《再战江湖》中饰演了男主角赵一博。11月领衔主演消防题材院线电影《逆行兄弟》 饰演男主角“邱志豪”。出演的电视剧《红蔷薇》江苏卫视热播，在剧中饰演中共地下党“林文忠”。倾情加盟出演《极光之恋》饰演“李柯东”湖南卫视热播。

2018年其参演的谍战剧《脱身》播出，剧中饰演王律师。