2016年12月20日，加入香蕉娱乐成为TRAINEE18的首批十八名练习生之一 。2018年1月19日，参加的偶像竞演养成类真人秀节目《偶像练习生》在爱奇艺首播 ；1月22日，公开TRAINEE18的毕业单曲《Rock the show》，高茂桐还参与了RAP词的创作 ；随后，与林超泽、陆定昊、姜京佐、李若天、贝汯璘、邱治谐组成男子组合TANGRAM（中文名：超燃少年团） ；5月17日，参与的真人秀节目《萨瓦迪卡Banana》上线 ；8月24日，随组合发布的动作电影《大师兄》宣传推广曲《向前冲》上线 ；10月14日，发布出道单曲《Radiant》，并在北京完成出道舞台首秀 ；10月26日，组合TANGRAM获得凤凰网时尚之选时尚团队大奖 ；11月1日，参与的体娱跨界类型节目《超新星全运会第一季》由腾讯视频播出，他在节目中参加了跳高项目 ；12月24日，随组合推出单曲《Focus》 。

2019年1月20日，与敦煌研究院的合作单曲《画从梦中来》发布 ；4月3日，随组合发行第三支单曲《陪在你身边》 ；8月3日，参与的香蕉娱乐家族演唱会《我们的演唱会》在上海举行 ，高茂桐与TANGRAM表演了歌曲《Deja You》 ，该曲收录于家族演唱会专辑《我们的演唱会》 ；9月13日，随组合发行公益歌曲《Letters Of LOVE》 。

2020年8月20日，随组合发布单曲《天际线》，该曲为都市爱情剧《他其实没有那么爱你》的插曲 ；10月23日，为抗美援朝系列配音的动画影片《最可爱的人》上映 。

2021年2月25日，与周彦辰、徐好等联合主演的古装青春校园剧《通天书院》开播，他在剧中饰演天下第一才子公子润 ；7月29日，与施柏宇、陈昊宇联袂主演的奇幻爱情剧《循环初恋》在爱奇艺视频播出，饰演高三九班篮球队队长林嘉祁 。