2007年，于小彤参演由陈凯歌执导，黎明、章子怡、孙红雷领衔主演的传记影片《梅兰芳》，于小彤在片中扮演少年时期的男主角梅兰芳，这是他的首部影片作品，从而正式进入演艺圈，这部片于2008年12月4日在中国内地上映，而他在片尾演员表中的名字则是“余晓彤”。

　　2008年，和蒋梦婕、杨洋、李沁、王龙华领衔主演由李少红执导的古装剧《红楼梦》，于小彤在这部剧中扮演少年时期的男主角贾宝玉，这是他的首部电视剧作品，这部剧于2010年9月2日首播，他则凭借这部剧获得了“大戏看北京”电视剧嘉年华最佳新人奖、第6届首尔国际电视剧大赏最具人气奖、第5届Tencent星光大典电视剧最具潜力新人奖。

　　2010年12月份，于小彤参加安徽卫视“爱传万家欢乐嘉年华”跨年晚会，并与高洋合唱了歌曲《归去来》。

　　2011年，于小彤参加湖南卫视明星舞蹈竞技节目《舞动奇迹第三季》的比赛，于小彤和刘美含组成“天地组合”，最后在9进8晋级赛中被淘汰；仍是这年，于小彤参加安徽卫视明星跨界真人秀节目《天声王牌第二季》的比赛，最后获得总决赛7强、最具潜力奖；之后，和归亚蕾、何琳、谢君豪连袂主演年代传奇剧《娘心计》，于小彤在这部剧中扮演贪玩、任性的贺家大少爷贺铭生。

　　2012年5月份，于小彤录制了首支个人单曲《十七岁》；8月份，于小彤参加“唱响中国”明星红歌演唱会，并演唱了《多好啊》、《北京祝福你》等歌曲；10月份，于小彤参加北京卫视“电视剧辉煌30年颁奖晚会”，并演唱了《等你爱我》、《走过花季》等歌曲。

　　2013年2月15号，于小彤参与演出的都市情感剧《劝和小组》首播，于小彤在这部剧中扮演面临高考的高三学生张大川；9月28号，参演的都市情感偶像剧《胜女的代价2》播出，于小彤在这部剧中扮演康杰的朋友李大飞。

　　2014年，于小彤作为固定嘉宾参加北京卫视军事真人秀节目《星兵报到》的录制；仍是这年，于小彤和崔始源、阚清子领衔主演都市励志情感剧《亿万继承人》，在这部剧中扮演岳喜旺同父异母的弟弟樊宇轩；10月29号，第一次以模特的身份出席中国国际时装周，并完成了自己的T台首秀；12月份，于小彤参加中央电视台跨年晚会，并与蒋梦婕合唱了歌曲《校园的早晨》。

　　2015年，于小彤参加浙江卫视音乐养成类励志真人秀节目《青春练习生》的录制；仍是这年，和南圭丽搭档主演都市爱情网络剧《SWAN他的秘密》，于小彤在这部剧中担纲男主角，扮演医术高超的整形医师刘贝奇；而后，于小彤作为固定嘉宾参加四川卫视历史体验真人秀节目《咱们穿越吧》的录制；9月份，参加北京卫视音乐推理互动节目《歌手是谁》的录制；10月份，于小彤参加东方卫视明星跨界时尚真人秀节目《女神新装》的录制。

　　2016年，和张翰、曾志伟、张雅玫连袂主演悬疑推理网络剧《十宗罪》，于小彤在这部剧中扮演心思缜密又细腻、过目不忘又对细节格外注重的特案组组员包斩；仍是这年，于小彤作为常驻嘉宾参加Tencent视频明星互动真人秀节目《放开我北鼻》的录制；12月份，于小彤作为表演嘉宾参加安徽卫视国剧盛典，并演唱了薛之谦的《演员》。

　　2017年，和何润东、张馨予、朱一龙联合主演古装悬疑情感剧《花谢花飞花满天》，于小彤在这部剧中扮演直爽仗义、少年气十足的花家三公子花飞扬；7月份，于小彤参加东方卫视明星旅游体验综艺节目《旅途的花样》的录制；仍是这年，于小彤参加咪咕视频健身类互动节目《Battle!好身材》的录制；10月26号，和陈思诚、张国强、袁泉合作主演的冒险剧《碧海雄心》在山东卫视首播，于小彤在这部剧中扮演性格热情开朗且多才多艺的救捞员丁超。

　　2018年5月11号，于小彤主演的影片《迷妹“罗”曼史》上映；11月份，参加Tencent视频体育竞技节目《超新星全运会》。2019年，于小彤参加湖南卫视观察类真人秀节目《我家那小子第二季》；仍是这年，参加Tencent中国首档角色竞演真人秀《演员请就位》，获得李少红、陈凯歌导演的好评；10月12号，于小彤参加青春体娱跨界类型节目《超新星全运会第二季》，获得男子射箭冠军。

　　2020年5月15号，于小彤主演的电视剧《长相守》在优酷、爱奇艺和Tencent视频播出；7月份，于小彤参与Tencent视频明星竞技体育赛事第三届《超新星运动会》。

　　2021年5月28号，于小彤出演的影片《迷妹罗曼史》播出。6月份，参加明星旅行生活综艺《完美的夏天第二季》；10月18号，于小彤出演科幻现实主义题材的影片《悬古秘藏》开机；12月31号，于小彤和朱圣祎、迟帅、郑国霖等主演的影片《冰火凤》在Tencent视频播出。