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1995年进入铁岭县艺术团学习二人转表演。
2000年在吉林林越艺术团表演。
2006年5月,赵本山建议小沈阳到沈阳发展;赵本山亲自在当时的铁西和平影剧院给小沈阳考试;考试通过后,2006年的中秋节,小沈阳正式拜师;2006年年底参加天津电视台春节联欢晚会,在和星光大道等代表队的PK中大获全胜。
2007年春节,小沈阳和师傅到中央电视台春节联欢会演出;12月初次登陆央视舞台,在电视剧群英汇晚会中表演了《我要当明星》片段。同年参演首部电视剧《没完没了的爱》开始崭露头角。
2008年1月作品《我要当明星》送选央视春晚审查,最终被评价为与春晚主题不够相符未能入选;2月20日再次应央视春晚导演邀请参加元宵晚会录制,表演《我要当明星》,但在2月21日正式播放时因节目时间过长未播出; 在电视剧《乡村爱情Ⅱ》扮演王天来。
2009年3月6日《2009小沈阳全国演笑会》启动,到2010年1月31日共在20个省、4个直辖市、3个自治区、70座城市演出103场。同年在电视剧《关东大先生》中扮演小奉天;在电影《三枪拍案惊奇》扮演店小二李四。
2010年其主演贺岁喜剧动作片《大笑江湖》上映。同年在电视剧《乡村爱情故事Ⅲ》继续扮演王天来;在辽宁春节联欢晚会小品《超级粉丝团》扮演“哭组组长 ”; 在央视春节联欢晚会小品《捐助》; 在2010年北京电视台春节联欢晚会小品《阳仔演笑会》中扮演“阳仔”。
2011年其主演电视剧《怪侠欧阳德》,
2012年其主演电视剧《后厨》播出。
2013年主演电视剧《说书人》和《谁是真英雄》相继播出。1月客串王家卫导演的电影《一代宗师》饰演三江水,9月由孙周执导、王宝强和小沈阳出演的电影《不可思异》在广州拍摄期间,小沈阳上演上吊戏,导致意外受伤入院。
2014年7月参加安徽卫视《我为歌狂Ⅱ》 。同年加盟电影《西游记之三打白骨精》,饰演“猪八戒”一角。
2015年3月主演电影《将错就错》在3月15日上映。4月16日,小沈阳作为嘉宾,参加了第五届北京国际电影节开幕式。
2016年1月,参加《欢乐喜剧人第二季》,与丫蛋搭档表演小品《不差钱》续集《不差钱2》;2月8日,电影《西游记之孙悟空三打白骨精》上映,小沈阳饰演猪八戒,3月电影《非常交易》开机。主演喜剧悬疑动作片《我说的都是真的》 。确认继续在电影《西游记女儿国》中饰演猪八戒 ,并演唱推广曲《八戒八戒》;同年,参加北京卫视明星真人秀《跨界歌王》的比赛,获得总决赛季军 。同年9月主持综艺首秀《跨界喜剧王》,12月和肖央主演电影《情圣》上映。
2017年加盟电影《断片之险途夺宝》预计2017年年底上映。6月,其与黄渤、宋佳共同主演、蔡尚君执导的电影《冰之下》入围第二十届上海国际电影节