1993年，高曙光参演首部电视剧《满天星》。

1994年，参演《中国商人》，饰演风度翩翩的儒雅绅士高显阳；1999年，与陈宝国、周海媚主演《新闻小姐》，饰演多金帅气痴情男陶翔；

2001年，与张延、李强主演心理悬疑电视剧《如影随形》，饰演男一号刑警普克 ；与任贤齐、林心如、江珊出演电影《生死速递》

2002年10月，与刘蓓、聂远和普超英主演言情剧《非常情网》，饰演陈滨。

2004年，在与刘小锋主演的都市情感悬疑剧《残酷情感》中饰演刑警队长伍兵。

2005年2月，与温兆伦、陈德容主演的电视剧《抢滩大上海》播出，高曙光饰演留学美国的建筑工程博士徐宁。

2008年，在电视剧《中国家庭421》中，饰演“变态”老公林涵。

2010年，与王艳主演电视剧《漂亮主妇》，高曙光饰演余超凡一角

2011年，参演电影《琴动我心》，荣获第八届圣地亚哥国际儿童电影节最佳男演员奖 。

2012年3月，参演的谍战剧《大营救》在中央电视台第八频道黄金时间段播出，高曙光饰演男一号高新城；与韩雪、丁子峻主演的根据2001年韩国电视剧《情定大饭店》改编的时装剧《偏偏爱上你》播出，出演反派、集团董事长李荣豪。

2013年4月，主演的体现饮食文化的时尚励志偶像剧《幸福的面条》浙江卫视播出，出演对旧情人一往情深的“杭州面堂”董事长张林；同年，与陈小艺、贾乃亮合作主演都市家庭喜剧《家有喜妇》，饰演时髦老爸满堂红

2014年，参演电视剧《我的婚姻谁做主》，饰演女主角的父亲。

2015年，电影《遭遇海明威》于11月20日全国上映，高曙光饰演夏清源。

2016年，主演的电视剧《多少爱可以重来》于7月15日在中央八套黄金时段播出，高曙光饰演一个事业有成，感情残缺的中年时尚男士秦勇。同年11月22日，参演谍战大戏《无名者》。

2017年，参演古装悬疑情感大剧《花谢花飞花满天》，饰演花府当家老爷花正坤。同年出演电视剧《为了你我愿意热爱整个世界》，饰演李叔叔 。

2019年3月22日，参演的电影《决胜时刻》上映，片中饰演白崇禧；9月10日，参演的电视剧《极限17：滑魂》播出，剧中饰演阿布爸爸；10月22日，主演的谍战剧《谍战深海之惊蛰》播出 ；11月22日，其主演的爱情悬疑剧《漫长的告别》正式开播；11月26日，出演的电视剧《庆余年》开播。

2020年2月，参加湖南卫视原创声音魅力竞演秀节目《声临其境第三季》。同年，参演杨玄执导的电视剧《三生三世枕上书》，剧中饰演主君一角；2月23日，出演的都市爱情创业剧《我在北京等你》开播；3月，参与浙江卫视综艺节目《王牌对王牌第五季》，担任助演嘉宾；9月，主演的院线主旋律电影《红剑突击》开机拍摄。