2002年1月5日,牛骏峰出演的都市喜剧电影《家有轿车》上映,在片中饰演小亮一角,以儿童演员的身份正式出道。2003年,出演了校园电影《四一班》,在片中饰演学生高壮。2004年,与杨丽晓合作主演了北京电视台系列短剧《
我们都是好朋友》,在剧中饰演农民工的孩子于雷。2005年,与陈泽鑫合作主演儿童科幻电影《
童话西游》,在片中饰演如来佛祖。2006年,出演由郭少雄执导的亲情电视剧《
我想有个家》,饰演罪犯的孩子小伟。2007年,牛骏峰出演由焦恩俊,周扬领衔主演的古装神话电视连续剧《
宝莲灯前传》,在剧中饰演少年杨戬;同年,参演了家庭情景轻喜剧《
家有儿女4》。2009年,出演由曹荣执导的神话电影《
人皇伏羲》。2008年,友情客串的电视剧《
剧场逸事》播出。2010年10月19日,出演的邓超,张嘉益领衔主演的爱情连续剧《
你是我兄弟》首播,在剧中饰演叛逆不羁不爱读书的纨绔子弟马学军。2011年10月17日,主演的年代青春剧《
人是铁饭是钢》播出。11月29日,参演的由李大为执导的家庭励志电视剧《
大丽家的往事》播出,饰演少年时期的卫东。2012年9月19日,参演由张嘉益,王海燕等主演的中央电视台刑侦剧《
营盘镇警事》首播;11月6日,出演由董玲执导的剧情片《
南平红荔》首映。2013年9月10日,与倪萍,李宗翰等合作主演的励志电影《
夏天的拉花》上映,牛骏峰在片中饰演了脑瘫少年周向阳一角。牛骏峰2014年3月8日,参演由霍建华,杨紫等主演的近代革命电视剧《
战长沙》首播,在剧中饰演胡家最宠爱的小孙子胡湘江;10月13日,与张国立合作主演的家庭剧《
半路父子》播出,牛骏峰在剧中饰演罗建军的儿子罗小列。2015年4月1日,出演的都市情感剧《
暖男的爱情与战争》播出;12月17日,出演的情景剧《
搭错车》首播,牛骏峰在剧中饰演才华横溢的个性音乐人时君迈,后来跟阿美成为恋人。2016年4月1日,与胡歌等合作主演的足球题材青春校园励志剧《
旋风十一人》播出,饰演坚持梦想,热血的足球队长王荆轲;同日,牛骏峰与王艺霖合作发行《旋风十一人》的主题曲《
我的时代》,该曲也是牛骏峰的首支音乐作品;8月22日,主演的唯美青春纯爱偶像剧《
微微一笑很倾城》播出,牛骏峰饰演肖奈的室友于半珊一角;12月2日,主演的抗战剧《
尖锋之烈焰青春》首播,饰演清秀单纯,博学多识,文武兼备的刘兆恩。2017年1月9日,发行单曲《
暗算》,该曲是一首极具抒情风格的歌曲;3月27日,主演青春校园励志剧《
班长“殿下”》,在剧中饰演外表帅气,性格孤傲自负但天资聪颖的富二代顾梓晨;5月29日,与胡军,金晨共同主演都市情感剧《
小情人》在深圳卫视首播,在剧中饰演喜欢单单单的宅男闻如是;6月5日,出演的励志传奇古装剧《
楚乔传》在湖南卫视播出,牛骏峰在剧中饰演大魏十三皇子裕王元嵩;7月5日,主演的都市励志剧《
红门兄弟》首播,在剧中饰演特勤尖刀队队员高大威;同年,牛骏峰还与黄子韬合作主演了音乐励志电视剧《夜空中最闪亮的星》,在剧中饰演一个努力谨慎的草根明星俞子睿。2018年4月30日,出演的东方传奇剧《
莽荒纪》播出;9月14日,同吴谨言,小叮当,白举纲共同主演公路青春喜剧题材电影《说走就走之毕业旅行》上映,牛骏峰在该片中饰演表面怂包实则重情重义的男一号陈潇。2019年5月30日,与邢菲主演的青春校园励志剧《班长“殿下”》在腾讯视频,芒果TV播出,饰演男主角顾梓晨。10月,加盟腾讯视频导演选角真人秀《
演员请就位》,出演《
海洋天堂》《四盲人》《我想有个家》《面试》《理发》五个剧目,最终凭借细腻的演技夺得冠军,荣获“年度最佳演员”称号。2020年3月3日,出演的古装玄幻剧《无心法师Ⅲ》播出,在剧中饰演贺景明;6月25日,参与中央广播电视总台端午特别节目《端午道安康》,与俞灏明演唱歌曲《
天天向上》;同月,以挑战嘉宾的身份参加北京卫视音乐综艺节目《
跨界歌王第五季》;7月14日,与关晓彤,金世佳,卜冠今,李庚希等主演的电视剧《
二十不惑》在湖南卫视和爱奇艺播出,饰演有梦想有原则的人文风光摄影师赵优秀。9月17日,主演的抗疫题材电视系列剧《
最美逆行者》在中央电视台综合频道播出,牛骏峰在《一千公里》单元饰演唐冬至;10月22日,与许魏洲,谭松韵主演的年代情怀剧《
亲爱的麻洋街》在优酷播出,饰演窝心靠谱的优秀青年易东东;11月6日,与李易峰,金晨主演的年代剧《
隐秘而伟大》在央视八套黄金档播出,饰演复杂多面,在夹缝中求生存的“小人物”赵志勇。2021年1月,为动画电影《
许愿神龙》的角色丁思齐配音;5月4日,参演的的系列短剧《
理想照耀中国》开播,出演其中的单元《纽扣》;5月23日,以“青春召集人”参与录制的庆祝建党百年特别节目《28岁的你》播出;8月30日,与蓝盈莹,邬君梅主演的电视剧《
婆婆的镯子》播出;9月8日,与李兰迪主演的电视剧《
舍我其谁》开播,饰演天才围棋手盛景初;12月19日,由牛骏峰担任世遗守护人的纪实节目《万里走单骑第二季》在浙江卫视,腾讯视频播出。2022年3月18日,搭档张婧仪领衔主演的女性谍战网剧《
了不起的D小姐》在爱奇艺播出,他在剧中饰演地下工作者林默生;8月8日,与胡冰卿主演的近代商战传奇剧《
悦来》在横店开机;8月17日,参演的电视剧《
二十不惑2》播出;9月21日,参加河南卫视《
天地诗心》节目。2023年1月3日,特邀主演的田园生活治愈剧《
去有风的地方》在湖南卫视播出。