玉木宏十六岁时，在名古屋的地下购物街被星探相中。高中毕业后，他来到了东京，正式踏上了演员之路。1998年的电视剧《悲伤》可以算作是玉木宏的出道作品，他在第21集里出演了一个小角色。6月30日，出演的电视剧《麻辣教师》在日本首播。1999年1月8日，与松冈昌宏、奥菜惠出演的电视剧《离天国最近的男人》在日本首播。2001年9月7日，与妻夫木聪主演的电影《五个扑水的少年》在加拿大上映，玉木宏崭露头角。2003年，出演喜剧电影《摇滚青年》在日本首播，此剧让玉木宏受到更多关注，他出色地扮演了一位帅气的吉他手。2004年4月19日，与菅野美穗、藤木直人、伊东美咲主演电视剧《让爱看得见》。2005年11月19日，与苍井优主演电影《变身》日本首映。2006年10月16日，与上野树里主演电视剧《交响情人梦》在日本首播。10月28日，与宫崎葵、黑木明沙主演的电影《只是爱着你》在日本上映。2007年，玉木宏在与好莱坞合作的日本电影《午夜雄鹰》中出演重要角色 ，《交响情人梦》特别篇《交响情人梦巴黎篇》也在2007年底播出。2008年，玉木宏主演的电影《伤KIDS》于春季公映，此外，他在大河剧《笃姬》中扮演历史名人坂本龙马 。2009年1月16日，主演电视剧《爱情洗牌》日本首播 。7月4日，与山田孝之主演的电影《毒气风暴》日本首映 。12月9日，主演的电影《交响情人梦最终乐章前篇》在日本上映，获得2010年日本本土电影票房十强的第六位。2010年4月17日，主演的电影《交响情人梦最终乐章后篇》日本上映，并获得2010年日本本土电影票房十强的第八位 。10月1日，与柴崎幸、堀北真希出演电影《大奥》日本首播。10月12日，与菅野美穗主演电视剧《罪恶之女》日本首播 。2011年，与中谷美纪主演电视剧《砂之器》日本首播。7月9日，在香港九龙湾国际展贸中心举办两场个人演唱会 。2012年1月，与松山健一、深田恭子主演电视剧《平清盛》日本首播。9月26日，由赵林山执导，周润发、刘亦菲、玉木宏主演的《铜雀台》在中国公映 。2013年3月7日，玉木宏首次担纲舞台剧主演的《Hotel Majestic～战地摄影师泽田教一他的人生与爱～》，公演至27日结束，场场爆满。2014年1月1日，主演的NHK正月历史剧《樱》日本首播 。1月17日与刚力彩芽主演的电视剧《我讨厌的侦探》在日本播出。玉木宏在剧中饰演不听犯人讲述犯罪过程的名侦探鹈饲杜夫，7月26日，主演电影《幕末高校生》在日本全国公映，由李斗士男导演，玉木宏在剧中饰演胜海舟 。2015年1月11日，主演的日剧sp《东方快车谋杀案》在日本开播，1月14日与仓科加奈主演的电视剧《残念丈夫》在日本播出。1月17日 出演了堤真一主演的电影《神在巴厘岛》，3月7日主演的日剧SP《天才侦探御手洗：难解事件档案之折伞的女人》在日本富士电视台上映 。9月28日起开播的NHK晨间剧《阿浅来了》，玉木宏加盟该剧并饰演女主角阿浅的丈夫白冈新次郎 ，并凭借在该剧中的表现获得第88届日剧学院赏最佳男配角奖 。2016年6月4日，玉木宏主演的电影《侦探御手洗事件簿：星笼之海》在日本上映 。主演东京电视台特别剧《大恶不眠特搜检事的逆袭》 。10月9日，主演富士台日九档新剧《Career：违规的警察署长》播出，在剧中饰演经常隐藏身份查案的警察署长远山金志郎 。