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新德里亚洲电影节最佳男主角奖
中国电影表演艺术金凤凰奖学会奖
第18届上海国际电影节最佳男演员奖

1973年，段奕宏出生于新疆伊宁的伊犁河边。家里有三个孩子，段奕宏是最小的。段奕宏读高一时，学校举办文艺比赛，他饰演小品《知识就是力量》中的一个小商贩。上海戏剧学院导演系的一位教授看到这个小品后，就托话剧团团长给段奕宏带话，说他应该去考艺术院校表演系，于是段奕宏就萌发了要读表演系的念头。高二开始，段奕宏连续三年报考中央戏剧学院。第一次未过一试；第二次在二试时失败；第三次以中央戏剧学院西北片考生总分第一名的成绩进入中戏表演系学习。1998年，段奕宏以全优成绩从中央戏剧学院表演系毕业。

1998年，段奕宏进入实验话剧院（国家话剧院），同年主演首部电视剧《母亲》。1999年，出演《刑警本色》里的杀手罗阳，为了把杀手这个角色演好，他把一个掏枪动作练了上千遍。2000年，与凯丽合作出演话剧《纪念碑》；同年与王志文、江珊合作出演根据小说《比如女人》而改编的电视剧《让爱做主》。

2002年，主演首部电影《二弟》，该片不仅入围56届戛纳电影节一种注目

单元，同年参加印度、多伦多等电影节，而段奕宏亦凭借该片获得新德里国际电影节最佳男主角奖；8月，拍摄电视剧《记忆的证明》。

2003年，段奕宏在孟京辉重排的话剧《恋爱的犀牛》中饰演马路，他为了这台话剧还学弹吉它；这台话剧先是在上海话剧艺术中心演出5场，之后在北京人艺小剧场连演33场，随后又开始巡演；同年，段奕宏在中泰合拍片《细伟》中饰演专吃小孩心脏的杀手黄利辉，该片参展了上海国际电影节。

2004年，段奕宏及王柠主演的大剧场版《恋爱的犀牛》在北京首都剧场演出10场，在距离演出前21天，演出票全部售空，之后《恋爱的犀牛》在北师大北国剧场加演7场；同年《记忆的证明》在央视热播，并且获得了飞天奖最佳长篇电视剧、金鹰奖最佳长篇电视剧等多个奖项。

2006年，拍摄由康洪雷执导的电视剧《士兵突击》，饰演袁朗。2007年5月起，《士兵突击》在网络上走红；同年该剧在各大电视台播出后受到广泛关注；在第27届中国电视剧飞天奖上，《士兵突击》获得长篇电视剧一等奖项；而段奕宏也凭借该剧入围飞天奖优秀男演员奖；同名他还主演了郭志执导的电影《守望平安》。

2007年，与俞飞鸿合作拍摄电影《爱有来生》，段奕宏在片中塑造了土匪以及僧人鬼魂两个形象。该片被部分圈内人士誉为古装版“人鬼情未了”，入围了2010年第17届北京大学生电影节，并获最佳处女作奖。

2008年《士兵突击》原班人马在云南腾冲拍摄电视剧《我的团长我的团》，段奕宏扮演的团长龙文章为剧中的核心人物。 编剧兰晓龙说，因为看了段奕宏出演的袁朗，他才放心地写了《我的团长我的团》里的龙文章。2009年该剧在四卫视开播时创造了“零点首播”的新概念；同年9月，《我的团长我的团》入围第15届上海电视节白玉兰奖，获得四项提名，其中段奕宏获最佳男演员的提名。在“上海电视节电视剧观众票选活动”中，段奕宏凭借龙文章一角获得最具人气男演员奖。

2010年，与赵峥、王媛可、左小青共同主演的电视剧《上海，上海》在CCTV开播，剧中段奕宏饰演亦正亦邪的海派儒商刘恭正。

2011年，段奕宏与高虎、蒋勤勤、孙海英等联袂出演励志商战电视剧

《大时代》，饰演传奇商人陈顶天；同年主演王全安执导的电影《白鹿原》，饰演由农民变为土匪、后又投身革命的传奇人物黑娃。

2012年2月10日，与李冰冰主演的都市爱情电影《我愿意 I Do》在全国上映；3月出演冯小刚执导的电影《一九四二》，饰演陈布雷一角；同年参演高希希导演的历史剧《楚汉传奇》，饰演汉初三杰之一的韩信。

2013年5月，主演曹保平执导的电影《烈日灼心》，饰演一名刑警；12月与戚薇联袂主演谋略题材的电视剧《谋圣鬼谷子》；同年与曾江、陈冲、廖凡联袂主演的电视剧《海上孟府》在辽宁电视台播出。

2015年2月18日，在2015年中央电视台春节联欢晚会上，与张丰毅、朱亚文合唱歌曲《中华好儿孙》；同年，主演由曹保平执导的电影《烈日灼心》，凭借该片获第18届上海电影节最佳男演员奖。