胡兵中学毕业后就进入浙江省体育专科学校，学习赛艇运动，由于被查出患有心肌炎和腰肌劳损后，只能暂停训练，开始研究运动心理学，后转行进入演艺圈。
1990年，春天浙江丝绸进出口公司为了参加广交会，他们邀请胡兵来做样本集的模特，这是胡兵第一次担任模特。
1991年，浙江丝绸进出口公司再度与胡兵合作，为胡兵提供全套比赛服装，代表杭州市参加在哈尔滨举行的“全国青春美模特大赛”，胡兵最终夺得了男模第一名，正式步入时装界。1992年底加入“中国时装表演艺术团”，开始做专职模特。
1993年，担任服装设计大师瓦伦蒂诺在北京国际贸易中心专场表演的服装男模特。
1994年，在举行的“首届乐腾达杯全国男装设计制作大赛”上，胡兵赢得了“中国最佳男模风度奖”。1994年底香港艺联传播娱乐公司全力推动胡兵进入影视歌坛，胡兵先后出版专辑，参加《纽约风暴》、《千秋家园梦》等影视的拍摄，但效果不理想。
1999年，胡兵与瞿颖、张世共同主演爱情剧《真情告白》，为观众所熟知。并在2000网络评选人物中与陆毅、陈坤、李亚鹏并列中国内地四大小生。
2000年，与李若彤、周迅联合主演时尚偶像剧《缘来一家人》饰哥哥徐晖。同年推出个人第一张国语音乐专辑《真本色》。
2001年，与刘若英、陈好主演根据朱德庸同名漫画改编的都市爱情喜剧《粉红女郎》，在剧中饰演高大青春、优雅气质的“白马王子”王浩。
2002年，与袁立联袂主演改编自张恨水同名小说的年代爱情剧《啼笑因缘》饰演青年学子“樊家树”。再次与瞿颖合作主演爱情偶像剧《真情告别》，胡兵不仅是该剧的主演，还兼制片和投资人。
2003年，在都市爱情喜剧《双响炮》中再次与陈好、刘若英搭档演出。随后在与张庭、TAE、黄奕主演悬疑科幻动作剧《绝对计划》。
2004年，在叶童、林熙蕾主演的爱情轻喜剧《摇摆女郎》中饰演林海天。同年与石小群、邬倩倩主演“公共应急管理”题材电视剧《非常24小时》。同年在东南劲爆音乐榜颁奖典礼上获内地劲爆最佳偶像歌手奖及内地劲爆十大金曲两个奖项。
2005年，与林嘉欣、郑伊健主演爱情喜剧电影《后备甜心》饰卫志安。
2006年，与安以轩、黄维德主演励志爱情剧《超级男女》。继《真情告别》后再次携手瞿颖，在电视剧《如果月亮有眼睛》中饰演一对情侣。
2009年，与日本女演员铃木杏主演日剧《遥远的羁绊》。
2010年，在赵柯、何润东主演的都市剧《无懈可击之美女如云》中饰何老师。同年凭借主演刘冰鉴执导的剧情片《背面》提名第五届罗马国际电影节最佳男演员。
2011年，经过5年的异国磨炼，结束在美国的深造后，正式宣布回国发展，成立胡兵工作室。同年与韩雪、蒋毅主演都市励志剧《亲爱的回家》。随后搭档莫小棋联袂主演恐怖电影《惊魂游戏》饰演郑明。
2012年，搭档郭珍霓、陈紫函主演近代革命剧《江湖儿女》。与林心如、汪东城主演都市爱情剧《姐姐立正向前走》。在谢娜、汪东城、李承铉主演的爱情喜剧片《我的男男男男朋友》中饰演王永成。自导自演电影《我的罗马假日》。与刘涛联合主演爱情文艺片《恋者多喜欢》饰演林皓。
2013年，与韩雪、罗嘉良主演都市爱情剧《女人的武器》饰马健。与立威廉、张蓝心主演电影《谁动了我的梦想》饰演Steven。同年在胡兵在夏威夷国际电影节上获“中美文化交流大使”奖。
2014年，与明道、李沁联袂主演的都市现代时尚剧《如果我爱你》。4月在由上海国际服装文化节组委会主办的“MCG之夜.上海国际服装文化节中国时尚20年功勋人物颁奖盛典”上获得“时尚功勋人物”奖。
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