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。
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。