1983年，参加无线艺员训练班出道；同年8月，参演首部电视剧《北斗双雄》。至1990年，在TVB跑龙套，担任配角，如梁朝伟、刘德华主演的《鹿鼎记》中饰演天地会弟子、周润发版《笑傲江湖》跑龙套、梁朝伟版《倚天屠龙记》出演范遥等。

1991年9月，参演剧集《灰网》饰演杨志标，一个自私自利、忘恩负义的反派。

1992年4月，出演《壹号皇庭》，在剧中他一改以往的奸人形象，饰演既孝顺又痴情的律师江承宇；10月，在电视剧《大时代》中饰演丁益蟹。

1995年3月，陶大宇迎来他事业的第一个高峰期，与郭可盈主演的悬疑推理侦探剧集《刑事侦缉档案》播出，陶大宇在剧中饰演智勇双全的警察“张大勇”，该剧以平均32点最高38点成为TVB全年收视冠军，凭借《刑事侦缉档案》获得壹电视大奖十大艺人第一位；12月，续集《刑事侦缉档案II》播出，蝉联壹电视大奖十大艺人第一位。

1997年7月，与郭可盈联袂主演的《刑事侦缉档案III》播出；同年，陶大宇约满无线。

1998年9月，参演根据香港作家倪匡科幻小说《卫斯理》系列改编而成的新加坡电视剧《卫斯理传奇》，饰演卫斯理一角。

1999年，陶大宇迎来他事业的第二个高峰期，主演王晶导演的亚视电视《纵横四海》，饰演亦正亦邪的金融奇才“利兆天”，其收视一度打败TVB；参演蒋家俊导演的现代都市剧《风云岁月》，饰演第一男主角区仲文；同年，与冯远征合作，拍摄中国内地电视剧《一吻上天堂》。

2000年5月，与刘嘉玲、周海媚主演以邵逸夫为原型的电视剧《影城大亨》，饰演男一号温月庭。

2003年，陶大宇和无线签部头约，再次重返TVB拍剧。2005年，与郭可盈主演电视剧《心花放》。

2007年6月，主演的TVB电视剧《学警出更》播出，再次饰演警察，出演张景峰一角。

2008年1月，与苏玉华、滕丽名主演的时装剧《和味浓情》播出，陶大宇饰演“料理师傅”钟礼和。

2010年，与林保怡、宣萱主演民初剧《掌上明珠》 。

2013年12月27日，陶大宇获邀赴中国上海担任《第11届华鼎奖全球音乐满意度调查发布盛典》颁奖嘉宾。

2016年9月，主演的电视剧《隐世者们》播出。