1959年出生的六小龄童六岁便跟从父亲章宗义练艺学武。1976年6月，从上海高中毕业后，考入浙江昆剧团艺校，专攻武生。之后，六小龄童相继在昆剧《三岔口》中饰演男一号任堂惠，在昆剧《伐子都》中饰演郑庄公的宠臣子都；此外，他还在昆剧《龙宫借宝》和《悟空借扇》中饰演了孙悟空。1981年，六小龄童参演的个人首部电影《阿Q正传》上映，他在片中了饰演革命党的一员。

1982年，他获得了出演古装神话剧《西游记》的机会。他在剧中饰演了美猴王孙悟空，并凭借该角色获得第六届中国金鹰奖最佳男主角奖。1987年，他参加录制中央电视台“齐天乐”春节联欢晚会，表演《猴嬉》等节目，该晚会于1987年农历大年初一在全国播出。

1988年，他首次登上中央电视台春节联欢晚会，与迟重瑞、闫怀礼、马德华一同表演小品《西游记》。1991年3月，他出演的剧情电影《过年》上映，他在片中饰演内向老实且非常惧内的程家大儿子程志；同年，他还在刘国权执导的喜剧电影《喜剧明星》中饰演了男主角梁子的朋友罗平；此外，他还在剧情电影《周末恋爱角》中饰演了口才颇好、相貌英俊的杜大川。1992年，六小龄童参加中央电视台春节联欢晚会，参与表演歌舞节目《今夜星辰》。同年春天，他出演喜剧电影《祝你好运》，他在片中饰演一味追求真实的章导演；同年，他还出演了由李安琪执导、湖北电视台录制的纪实人物专题艺术片《父子美猴王》。

1993年秋，在电视剧《猴娃》中饰演自己的父亲六龄童，凭借该剧获得第十二届中国电视金鹰奖最佳男配角奖，成为金鹰奖史上第一个两次获此奖项的演员。同年，参与拍摄电视剧《红色年代》，在剧中饰演京剧名家颜世鹏。1996年6月，六小龄童出任人物专题艺术片《六龄童》的艺术指导，该片由杭州电视台拍摄，播出后获得全国星光杯一等奖。1997年，他在少儿电视剧《双筒望远镜》中饰演常常被孩子的问题问倒的慈祥父亲。1998年，他继续在古装神话剧《西游记续集》中饰演孙悟空，他凭借该剧获得2000年度由中央电视台颁发的全国十佳优秀演员奖。1999年月10月，他在郭凯敏执导的六集电视剧《追踪309》中饰演英雄刑警队长罗大鹏。

2000年，主演上下集电视电影《1939·恩来回故里》，他在片中饰演开国元勋周恩来，并出任该剧制片人。2001年，他参演商战剧《义海风云》，在剧中饰演了叱咤商海的老总李正平。同年，他还参演了电视剧《某年某月某一天》，在剧中饰演抢救小雪性命的医生王德恒。2002年，主演黄蜀芹执导的民国剧《啼笑姻缘》，在剧中饰演不满军阀专政、心怀一腔热血的关寿峰。2003年，他与吴樾、舒畅共同主演古装武侠剧《连城诀》，在剧中六小龄童饰演狠毒卑劣的花铁干。

2004年，六小龄童参加中央电视台春节联欢晚会，参与表演戏曲节目《金猴闹春》。同年，他与潘虹、霍思燕共同出演古装神话剧《欢天喜地七仙女》，在剧中他饰演天庭上仙太上老君。2005年，他出演话剧《诗意中国》，饰演文学巨匠鲁迅。2005年，他主演人物剧《荀慧生》，饰演青衣、刀马、花旦样样精通的京剧大家王瑶卿。同年，出演根据真人真事改编的青少年预防艾滋病电影《青春的忏悔》，并在片中饰演一名艾滋病医生。2007年6月，参演全球首部立体电视剧《吴承恩与西游记》，他在剧中同时饰演明代小说家吴承恩和孙悟空两个角色。12月，他参演电视剧《贺龙传奇》，在剧中他再次饰演了开国元勋周恩来。

2009年，他在为庆祝新中国成立60周年和北平和平解放60周年而拍摄制作的电视剧《北平战与和》中饰演思想家、文学家胡适。2012年，与陈龙、李彩桦等人合作主演电视剧《新燕子李三》，在剧中他饰演恪守传统、知书达理的李显。2013年6月，他参加央视真人秀节目《谢天谢地你来啦》，担任点评嘉宾。11月，他参加央视翻唱经典综艺节目《回声嘹亮》，表演节目《猴嘻》。2014年3月，他参加央视《开讲啦》，发表演讲《人人都是孙行者》。9月，他在古装神话剧《石敢当之雄峙天东》中饰演玉皇大帝。年底，3D电影《西游记》开拍，他在片中继续饰演孙悟空。

2015年5月，六小龄童以扮演的“美猴王”为原型的蜡像形象入驻杜莎夫人蜡像馆，成为首位入驻北京杜莎夫人蜡像馆、伦敦杜莎夫人蜡像馆的神话人物。2016年1月28日，他参演的动作喜剧电影《大闹天竺》上映，在片中他饰演美猴王孙悟空。2月4日-8日，他受邀参加山东卫视、辽宁卫视、北京卫视三台春节联欢晚会 。2月9日，他参加中央电视台春节戏曲春晚。他被评为国家一级演员，并且还在电影《财迷》中饰演吝啬的富豪郝鲲鹏。2017年1月1日，他获得国剧盛典终生成就奖。1月28日，他参演的动作喜剧电影《大闹天竺》上映，在片中他饰演美猴王孙悟空。同年，他被评为国家一级演员，并且还在电影《财迷》中饰演吝啬的富豪郝鲲鹏。

2018年6月，六小龄童参加凤凰卫视访谈类节目《鲁豫有约》。7月8日，出任在澳大利亚悉尼举办的《全球华人流行歌手大赛》总决赛终审评委。7月15日，由六小龄童担任总制片人、总导演，并饰玄奘大师的纪录片《一带一路·重走玄奘路》获得温哥华国际华语电影节最佳纪录片奖。2019年9月14日，86版《西游记》师徒四人的扮演者六小龄童、马德华、迟重瑞、刘大刚共同登上央视中秋晚会。12月，以动作捕捉表演的形式参演由韩延执导的电影《西游记真假美猴王》。2020年1月11日，参加中央电视台互动戏曲节目《角儿来了》。2021年6月1日，参演的纪录电影《风筝·风筝》上映。