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2006年，參加《加油，好男兒》，獲得武漢賽區(qū)冠軍、全國總決賽第六名、全國網絡人氣冠軍出道，12月考入北京電影學院，并主演電影《異度公寓》取得了不錯的票房成績。同年年底發(fā)行首本個人寫真集《宇你在一起》。

2007年發(fā)行第一張唱片《宇光十色》，獲得亞太音樂榜唱片中國大陸地區(qū)銷量冠軍其主打歌《該死的溫柔》更是獲得了近1500萬次的下載量，同年登上CCTV中秋晚會舞臺，并演唱歌曲《該死的溫柔》。

2008年再度登上CCTV中秋晚會與許慧欣合唱《潛海姑娘》，2月發(fā)行第二張唱片《飛》并獲得“推薦唱片”獎，6月拍攝了《青衣》mv，馬天宇一人飾四角，分別是青衣、老生、現代歌手、民國少年。專輯中的歌曲《眨眼》獲中國歌曲排行榜周冠軍，并獲中歌榜季度金曲，主打歌《依然在一起》連續(xù)數周蟬聯中國歌曲聯播榜冠軍，在該榜單穩(wěn)居前十位達8個月之久?！肚嘁隆吩谥袊鳷OP排行榜新歌上榜便進入前三名，在亞太音樂榜、音樂先鋒榜等榜單都曾位于前三甲。同年發(fā)行第二本個人寫真集《依然在一起》。

2008年移動公司總計舉辦了百場移動歌友會，其中馬天宇移動歌友會占25場。湖北移動公司更將“馬天宇黃岡歌友會”作成教材供湖北各地市移動公司學習。

2008年12月馬天宇入選CCTV-4《中華情》節(jié)目推出“紀念改革開放30年特別節(jié)目”―《歲月如歌》“偶像篇”，他是唯一一位選秀出身的歌手。

2009年他第三次登陸CCTV中秋晚會，演唱歌曲《我一見你就笑》，1月推出轉型的新單曲《夜上?！罚诟鞔箅娕_打榜中又取得驕人的成績，4月主演了古裝電視劇《黛玉傳》劇中飾演賈寶玉，10月馬天宇攜歌曲《該死的溫柔》入選《歲月留聲?中國唱片60年見證》，此大型音樂紀錄片將邀請國內多位歌唱表演藝術家參與，并在中央電視臺播放。

2010年2月16日于CCTV3《百花迎春中國文學藝術界2010春節(jié)大聯歡》演唱《彎彎的月亮》，5月與唐人電影合作的新概念武俠大戲《怪俠一枝梅》飾演賀小梅。9月推出歌曲《月光晴朗》，12月帶來自己的新EP《自言自宇》。

2011年遠赴西藏、尼泊爾等地拍攝寫真集，發(fā)行第三本個人寫真集《印?馬天宇?西區(qū)》，2月7日參加中央衛(wèi)視《2011文學藝術界新年聯歡》，演唱《甜蜜蜜》。

2012年出演《寶貝媽媽寶貝女》“腹黑男”章漢哲，在6月15日奪得全國衛(wèi)視黃金時段電視劇收視冠軍。

2013年拍攝《少年神探狄仁杰》，飾演王元芳，因翩翩佳公子形象俘獲大批粉絲。同年與韓雪合作拍攝《淑女之家》，與鄭爽二度合作《美人私房菜》，友情客串林心如主演《秀麗江山之長歌行》；12月21日在西單大悅城發(fā)行了第四張個人專輯《世界之外》。

2014年7月2日與李易峰、楊冪主演仙俠魔幻偶像劇《古劍奇譚》在湖南衛(wèi)視播出，飾演方蘭生/晉磊。9月搭檔鄧家佳、陳偉霆主演電視劇《緣來幸?！?。2014下半年接連主演了《緋聞女友》特別出演了《毛丫丫被婚記》《功夫婆媳》。10月發(fā)布了自己的首本寫真旅行日記《轉機》。同年發(fā)布了《蘭鈴曲》及《納西索斯》兩首單曲。

2015年3月參加東方衛(wèi)視明星真人秀旅行節(jié)目《花樣姐姐》并演唱主題曲《讓時光在微風中倒流》，與劉濤合作主演《淘婚記》。7月參演《萬萬沒想到》大電影，飾演慕容白。8月搭檔馮紹峰出演電視劇《幻城》。