1946年，11岁的牛犇参演首部电影《圣城记》饰演村童小牛子。1948年在影片《清宫秘史》中扮演儿童角色  ；同年去了香港，于1949年受白杨推荐拍电影《火葬》影片中她的“小丈夫”  。

1949年新中国成立后，牛犇回到了北京，在北京电影制片厂拍摄了一部《龙须沟》，此后又去了上海，一直在上海电影制片厂，建国后任上海电影制片厂演员。

1980年，与仲星火共同主演刑侦电影《405谋杀案》  。1982年，牛犇因在影片《牧马人》中生动地扮演牧民郭谝子  ；随后，又与张瑞芳、张翎飞共同拍摄了家庭故事片《泉水叮咚》  。

1983年，获第三届中国电影金鸡奖最佳男配角奖  、第六届百花奖最佳男配角奖  。

1984年，拍摄了《邮缘》，影片以集邮为媒介，描写了青年工人丁大森与邮递员周芹一段饶有情趣的故事。

1985年，拍摄了《高中锋，矮教练》；随后，参与方舒、王夫棠共同主演了根据曹禺的同名话剧剧本改编的电影《日出》  。

1986年，参演了古装电视系列剧《聊斋电视系列片》。1987年，与王学圻共同主演剧情片电影《让世界充满爱》  ；然后，又在王康华执导的农村题材作品《偷来的爱》里饰演顺兴  。

1988年，拍摄了由张刚导演，李长清、张百爽主演的爱情电影《男女有别》  ；随后，主演了根据同名小说改编的电影《棋王》  。

1989年，主演了路遥同名小说改编而成的作品《平凡的世界》  ；然后，拍摄了毛永明、张文蓉共同主演的具有闹剧色彩的喜剧片《大丈夫的私房钱》  。

1990年，参与了倪媛媛、黄民胜主演的家族伦理剧《多此一女》  ；随后，又参演了喜剧片《面目全非》  。

1991年，拍摄了由瞿颖，孙淳主演的爱情喜剧片《不要问我从哪里来》  ；然后，又与车悦、马晓晴合作主演了怀旧老片《妙探》  。

1992年，与六小龄童搭档，主演了雷献禾执导的电影《祝你好运》  ；随后，拍摄了北京电影制片厂与香港合拍的电影《山神》。

1993年，再次与六小龄童合作，拍摄了讲述南派猴王世家鲜为人知的作品《猴娃》，饰演老虎娘舅。

2000年，拍摄了台湾导演李行执导了根据台湾残疾青年郑丰喜同名自传体小说改编的电影《汪洋中的一条船》，在剧中扮演的是耍猴人赵老伯  。

2001年，参与了欧阳震华主演的家庭伦理剧《上有老》  。2002年，加盟了由陈宝国主演的悬疑警匪电视剧《公安局长》  。2004年3月，参与阚卫平执导、罗海琼、郭达联合出演的古装推理悬疑剧《大宋提刑官》，饰演老狱卒  。

2007年10月，拍摄了讲述“80后”的爱情与婚姻的《道德底线》  。2008年，主演了民生题材热点电视剧《房奴》  。

2009年2月，客串了成龙主演的古装喜剧贺岁电影《大兵小将》  ；10月，主演了乡村题材数字电影《桔乡傩缘》，饰演甘火旺  ；12月，加盟了由张钧甯主演的根据黄道婆经历改编的女性励志剧《天涯织女》  。

2010年1月，加盟了由吕良伟主演的我国第一部反映水危机的环保电影《河长》  ；10月，加盟了由李威、刘雨欣主演的国内首部青春励志爱情喜剧电影《宝贝快跑》  ；随后，在李念、印小天主演的住房民生作品《夏妍的秋天》当中饰演赵大爷  。

2011年6月，与归亚蕾共同主演了都市情感剧《知足常乐》  ；7月，加盟了范伟、王雅捷主演的都市爱情喜剧《先结婚后恋爱》，并在剧中饰演张歆艺的父亲  ；9月，拍摄家庭情感作品《你是我的幸福》，饰演老赵头  、9月10日，主演了由张扬执导的喜剧电影《飞越老人院》  、15日，与王力可、王姬主演古装历史剧《传奇》  ；10月，客串了由刘亦菲主演，赵林山执导的历史电影《铜雀台》，饰演阉割老宦官  ；11月，加盟了情感励志剧《穷孩子富孩子》的拍摄  。

2012年6月，参演了龚朝晖执导的谍战悬疑剧《异镇》，饰演行动处用毒高手温大夫  。

2013年4月，参与了弘扬主旋律的现实主义农村题材电视剧《远山的土楼》的拍摄  ；6月，出演全国首部关爱农村留守儿童公益电影《爱的钟声》  、6月7日，拍摄了音乐微电影《飘香》  ；8月，同闫妮、江疏影等主演都市情感剧《一仆二主》，在剧中诠释了养老院老人，杨树干爹秋大爷一角  ；9月，参演了由姜文执导的改编自历史上真实的民国奇案“阎瑞生案”的《一步之遥》  ；随后，拍摄了由刘诗诗主演的根据日本小说作家本多孝好的小说《午夜的五分前》改编的悬疑推理爱情电影《深夜前的五分钟》，并在剧中饰演阿良的师傅  。

2014年2月，主演了“海鸥老人”吴庆恒为原型改编的电影《海鸥老人》，诠释了一位孤独的喂鸥老人  ；随后，牛犇与秦汉、雷恪生、曾江、刘烨一起参演中国版《花样爷爷》  。

2015年11月，拍摄了翟钢执导的现代神话网络电影《狐妖》  ；12月，获得第十五届电影频道电影百合奖"评委会特别奖"  。

2016年3月，与小孙浩共同主演由王陆涛指导的公益电影《因果启示录》  ；9月，拍摄系列微电影《三生有信》，饰演邮递员谢长江  ；10月，出演微电影《爷爷的琉璃瓶》  ；11月，加盟了张艺兴、陈都灵领衔主演的校园爱情剧《求婚大作战》  。

2017年9月16日晚，第31届中国电影金鸡奖颁奖礼在呼和浩特举行，牛犇获得第31届中国电影金鸡奖终身成就奖。

2018年5月31日，加入中国共产党；  12月，获得第1届绍兴·柯桥新锐电影节终身成就奖。

2019年12月8日，其监制、杜存刚执导的电影《村长打工》在徐州睢宁举行启动仪式。

2020年5月8日，主演的文化扶贫生活轻喜剧《遍地书香》在北京卫视播出  。8月20日，参演电视连续剧《不负人民》。  10月20日，由中国视协演员工作委员会主办的第七届“中国电视好演员”网络投票结果公布，牛犇获得中国电视好演员优秀演员（红组男演员）。

2021年10月1日，应邀参演中央广播电视总台的《中国梦·祖国颂——2021国庆特别节目》。