1985年，正在上海戏剧学院读大三的涂们，在电影《成吉思汗》中扮演一个将军，正式开启演艺之路。1988年，与申军谊搭档主演吴子牛执导的剧情电影《阴阳界》，饰演上上木飞虎队队长许大头。

1996年，在战争片《悲情布鲁克》中饰演一个痞气十足的草原汉子巴赖，并凭此角色获得第十六届“金鸡奖”集体表演奖和东南亚国际电影节最佳男配角提名。

1998年，主演的历史题材电影《一代天骄成吉思汗》上映，在片中饰演帝王成吉思汗，他凭借该片获得电影艺术专家奖“第七届表演艺术学会奖金凤凰奖 - 学会奖”。

2001年，搭档李亚鹏、许晴主演古装武侠电视剧《笑傲江湖》，剧中饰演嵩山派掌门左冷禅。

2002年，出演历史战争片《嘎达梅林》，饰演一位抢占土地的蛮横王爷；同年参演中国第一部国产数字故事片《天上草原》，该片在第6届长春国际电影节上获得最佳华语故事片金鹿杯奖。

2004年，参演冯小宁执导的古装历史剧《朱元璋》，演绎元末大将脱脱帖木儿一角。2007年，在吴子牛执导的古装历史剧《贞观长歌》中扮演狂傲、霸气的颉利可汗。2008年，在张纪中担任总制片人的古装历史剧《兵圣》里，饰演吴王阖闾。

2009年，出演于敏执导的大陆版古装武侠电视剧《倚天屠龙记》，饰演赵敏之父汝阳王；同年参演年代剧《闯关东中篇》。2012年10月，参加剧情电影《止杀令》在釜山举行的第一场官方放映式，涂们在剧中再次饰演成吉思汗一角。

2015年，主演的现代剧情电影《告别》上映，涂们凭借蒙古族导演塞夫的角色获得第九届FIRST青年电影展最佳演员奖提名。

2017年，在周子阳执导的电影《老兽》中饰演一个从财富时代的乍富阶级变为破产赋闲的游民，凭此角色获得第54届台湾电影金马奖最佳男主角奖。

2018年11月17日，涂们参加第55届金马奖颁奖典礼，与惠英红一起颁发最佳女主角。2019年6月19日，涂们首次执导的剧情电影《呼伦贝尔城》作为上影节传媒关注单元入围影片，在上海影城举办放映和交流活动。

2020年4月5日，执导并领衔主演的电影《极恶不赦》在呼伦贝尔开机；8月24日，其特别出演的电影《乌海》入围了第68届圣塞巴斯蒂安国际电影节主竞赛单元；9月13日，主演的电影《兴安岭上》在大兴安岭开机。9月26日，参演的电影《扫黑行动》在深圳举办开机发布会。

2021年3月20日，主演的古装历史剧《大宋宫词》开播。