1988年，28岁的许毛毛被导演白夫今选中，进入电视剧《忻口战役》剧组，饰演将领、军事家左权，开始了他的演艺生涯   。1994年，参演电影《金沙水拍》，饰演刘伯承。1996年，在电影《浴血太行》中首次饰演陈赓。同年出演古装历史题材电视剧《隋唐演义》，饰演心地憨直且极其忠勇的历城县捕快樊虎。

2000年，出演历史电视剧《太平天国》，饰演晚清名将僧格林沁。同年在翟俊杰执导的电视剧《西藏风云》中饰演邓少东。2001年，主演纪录片电视剧《渭华起义》，饰演许权中。同年出演金韬、唐国强执导的红色革命类电视剧《长征》，在剧中再次饰演陈赓。同年参与拍摄申军谊、韩青等主演的悬疑刑侦剧《紧急追捕》。

2003年，主演抗战历史电视剧《延安颂》，饰演聂荣臻。2005年，出演王伍福、宗利群等主演战争片《太行山上》，再度饰演陈赓   。2008年，出演高希希执导，邓超、孙俪等主演的年代剧《甜蜜蜜》，在剧中饰演副厂长许大马棒。

2009年，参演由高希希执导的历史古装战争电视剧新版《三国》，饰演袁绍帐下谋士许攸   。2010年，话剧《甜蜜蜜》在北京上演，话剧版演员阵容中多了林心如、沙溢、于和伟、左岩等，许毛毛继续扮演他在电视剧《甜蜜蜜》中的许副场长   。同年与张恒、廖学秋等共同主演电视剧《汶川儿女》，该电视剧2011年度连获四奖，在中央电视台和中国电视艺术家协会联合举办的第三届新农村电视艺术节中，获得农村题材电视剧“好作品奖”   。2011年，出演由导演高希希携手麦家打造的谍战剧《刀尖上行走》，在剧中饰演狡猾而又伪善的日军最高将领中村   。同年参与拍摄电视剧《天下人家》，在剧中饰演心地不善，小肚鸡肠的唐家三兄弟的亲生父亲唐茂盛   。同年出演高希希执导的涉案题材电视剧《独家披露》，饰演趋炎附势、恃强凌弱的工地负责拆迁的工头莫常山   。同年主演由赵浚凯执导的悬疑谍战剧《天阵》，在剧中饰演睿智、勇敢、正直的航校的政委方子明   。

2012年，在由高希希执导，陈道明、何润东等主演的历史战争电视连续剧《楚汉传奇》中饰演项羽的叔父项伯   。同年与陈建斌、殷桃、邵峰等主演历史传记电视剧《赵匡胤》，饰演赵匡胤的结义大哥、开国元勋高怀德   。

2021年，参演电视剧《八角亭谜雾》。