1995年，丁志诚经朋友介绍，出演赵宝刚执导的民国情感剧《一场风花雪月的事》，在剧中饰演心胸狭隘的副队长李向华，这是他的首部大荧幕作品，他也由此正式踏入演艺圈。

1997年，出演张蠡执导的警匪悬疑剧《惊天大劫案》，在剧中饰演大反派陈一敏；同年，他还与刘蓓、陈宝国合作出演家庭偶像剧《无雪的冬天》。

1999年，主演叶京执导的爱情励志剧《梦开始的地方》，在剧中饰演一个和人“揸架”时歪头眯眼的北京顽主宋京生。

2000年，与姜武、马伊琍、张嘉译合作，主演了年代爱情剧《前世今生》，在剧中饰演黑帮三兄弟的老大马天龙。

2001年，参演孙皓执导的禁毒题材剧《等你归来》，在剧中饰演公安局缉毒队队长许文凯；同年，他还与刘蓓、李幼斌合作，主演了现代情感剧《天堂鸟》。

2002年，在陈胜利执导的推理悬疑剧《凝视黑夜》中饰演刑警队队长于守水一角；同年5月，与王茜、张潮、孙菲菲合作在警匪悬疑剧《重案六组2》中饰演正直果断、有着独立见解的警察杨震，该剧播出后，在获得高评价的同时，收视率也一度攀升，继而成为续集超越原作的典范，而他也因此赢得更多关注。

2003年5月，在年代剧《重返上海滩》中，一直在荧屏上以警察等硬汉形象著称的丁志诚这次则在剧中首次改行，在剧中饰演20世纪30年代人皆熟知的上海滩神探毕凡；同年9月，他还与赵子琪、刘佳等人合作，主演了剧情电视剧《基因之战》，并在剧中饰演了凌飞飞的丈夫于向东，与赵子琪饰演一对夫妻。

2004年，主演陈晓雷执导的古装剧《新铡美案》，而他在剧中饰演的陈世美一改以往在大众心中薄情寡义负心汉形象，重新诠释了一个情深义重且又有点情圣味道的陈世美。

2005年，在都市情感剧《夫妻时差》中饰演了林楠的丈夫毛奇；同年，他还与苗圃、秦海璐合作主演了都市情感剧《女人的选择》，在剧中饰演了痴情警察章志光。

2008年3月，客串出演徐庆东执导的警匪悬疑剧《重案六组3》，在剧中饰演分局法制处处长杨震；同年10月，与王刚、刘威合作主演了年代剧《锣鼓巷》，在剧中饰演了精通诗书字画的世家子弟辛书翰。

2009年，丁志诚回归话剧舞台，在话剧《关系》中饰演了主人公沙辰星；之后，在滕文骥执导的谍战剧《神枪手》中饰演了军统暗杀高手林家山；同年4月，与奚美娟、陈蓉等人合作出演了都市情感剧《晚婚》；之后，他还主演了徐耿执导的都市情感剧《城市生活》；同年，他还携其主演的清朝剧情电影《白银帝国》参加了柏林电影节的”特别展映单元”。

2010年，与于震联袂主演了抗战题材剧《火线》，并在剧中饰演了仗义又不乏智勇的江崇义；同年12月，继续主演了刘进执导的谍战剧《党的女儿》；在剧中，他一改往日正义形象，演起了外表看似忠诚但最终却因叛变而投降的反派马家辉。

2011年，与陈宝国、田中千绘、冯恩鹤合作在谍战剧《智者无敌》中饰演了新四军情报高层董剑飞；之后，在北京郊区参与拍摄了曹慧生导演的都市情感剧《三十而立》，并在剧中饰演了公司老板程建；同年，他还客串出演了谍战剧《刀出鞘》。

2012年，其主演的抗日战争题材剧《杀尽豺狼》在北京影视频道播出；之后，在美国剧作家阿瑟·米勒的话剧《推销员之死》中饰演了男主人公威利；同年12月1日，丁志诚凭借《关系》和《推销员之死》这两部话剧在武汉举行的话剧金狮奖颁奖典礼上获得金狮表演奖；这也是丁志诚回归话剧舞台后的首个奖项。

2013年，与王挺一同加盟由赵浚凯执导的年代剧《百里夜刀》，这也是继警匪悬疑剧《重案六组》后二人再度联手合作。

2014年，与宋丹丹、朱媛媛、李乃文合作主演了现代都市剧《幸福请你等等我》，在剧中饰演了为人正直的警察潘永刚；同年，与吴刚主演的抗日题材剧《杀尽豺狼》在北京影视频道首都剧场播出。

2015年，由其首次制片并担纲主演的谍战剧《无名者》进入后期制作。

2016年9月，携好友王茜、王挺做客北京电视台影视访谈节目《影视风云》；同年10月，其主演的谍战剧《无名者》与话剧《哗变》在中国内地播出；此外，他还与陈妍希等人加盟了牟晓杰执导的都市情感剧《北上广依然相信爱情》。

2017年5月，出演揭秘全国公安机关全力打击的48大类电信诈骗局的公安题材剧《天下无诈》，在剧中丁志诚饰演关前线。