高至霆成长于一个充满艺术氛围的家庭，他的母亲曾是一名歌手，后来由于声带小结的问题不得不中止了歌唱事业。自幼年起，高至霆便时常跟随母亲穿梭于各个乐队演出场合，母亲认为他也应当掌握一门专长，于是特意聘请了一位戏曲老师来教导他。在学习曲艺的过程中，高至霆总是难以保持挺直的站姿，而师娘对待这一细节要求极为严格，始终致力于纠正他的姿态问题。因此，高至霆最初接触舞蹈，其实是为了将来能够更自如地表演快板，同时也帮助他改善站姿；然而出乎意料的是，他从此深深沉浸于舞蹈艺术之中，再难割舍。十二岁那年，在母亲的积极鼓励下，高至霆成功考入了北京舞蹈学院附中的歌舞剧班。到了报考大学阶段，他其实已经顺利被北京舞蹈学院录取，而参加中央戏剧学院的招生考试只是抱着尝试的心态。在中戏的考场上，高至霆的表现异常出色，当时担任主考官的正是刘天池老师，她后来也成为了高至霆在大学期间的班主任。最终，在师长和亲友的多番鼓励下，高至霆选择了进入中央戏剧学院深造，但令人意想不到的是，刚刚结束大一学业，他就萌生了退学的想法。所幸，老师们及时察觉到了他的困惑与波动，通过耐心的沟通和循序渐进的引导，帮助他逐渐调整了状态。在整个大学阶段，高至霆一直担任班长职务。2013年，他正式成为中央戏剧学院表演系的学生，师从著名表演教师刘天池；在校期间，他的专业成绩始终名列前茅，保持在班级第一的位置。大学二年级时，他还积极参与舞台实践，参演了话剧《鬼吹灯》。这张照片记录下了高至霆毕业时的珍贵瞬间。
二零一五年，他首次登上大银幕，在刘天池导演的青春校园题材电影《薄荷》中担任男主角，凭借这部处女作正式开启了个人演艺生涯。次年八月八日，他出席了电影《危城》于北京举行的首映典礼。到了二零一七年，他参与了由胡一天、沈月、王梓薇等共同主演的青春爱情剧《致我们单纯的小美好》，该剧改编自赵乾乾的同名小说；他在剧中饰演男二号吴柏松，这个角色表面显得随性不羁，内心却对感情极为专注执着。剧集上线仅一天便获得惊人反响，点击量迅速突破一亿。同年十二月二十九日，由王俊凯、迪丽热巴、董子健主演的奇幻电影《解忧杂货店》在全国公映，高至霆在片中出演了主人公浩博的青年时期，进一步展现了其表演的可塑性。
在2018年，高至霆与张燕妮、李如歌、王双宝等演员共同出演了励志爱情喜剧电影《最美马拉松》。他在片中担纲男主角林赫，这个角色出身富裕家庭，起初性格中带有几分优柔寡断，意志力并不十分坚定，但经历一系列成长后，最终勇敢地走出了内心阴影，实现了深刻的自我转变。同年10月18日，他与李光洁、袁文康、姜珮瑶合作主演的警匪悬疑动作剧《悍城》正式播出，他在剧中塑造了风格独特、擅长穿着西装进行格斗的角色小武，给观众留下了鲜明印象。到了12月18日，凭借其在演艺与时尚领域的突出表现，高至霆荣获了中国时尚权力榜年度惊喜男艺人奖项。 进入2019年，4月期间，他以中央戏剧学院毕业生代表的身份，参与了中戏版《我爱你中国》的演唱。随后在8月16日，他与林柏宏、虞朗、于翔共同领衔主演了奇幻喜剧《蛋黄人》，在剧中他饰演了因被外星生物寄生而意外变身、拥有极高战斗力的杀手韩予，展现了角色复杂的身世与强烈的戏剧张力。2020年10月25日，高至霆与张鑫联袂主演的推理悬疑剧《侦探语录》于爱奇艺平台播出，他在剧中成功塑造了一位思维缜密、行事果断的新派警察形象谭伯顿。2021年5月14日，他与张天爱合作主演的电视剧《我的漂亮朋友》与观众见面；紧接着在6月3日，他与徐璐、邱赫南联合主演的青春剧《飞鸟集》正式开播，剧中他饰演了身负神秘过往与使命的IT天才武越；同年7月1日，他参演的电影《革命者》也如期上映，进一步丰富了其演艺履历。
在2022年1月9日，其主演的励志体育竞技题材剧集《超越》于中央电视台综合频道正式与观众见面；随后在同年2月20日，他与林允、葛铮共同主演了一部年代情感剧《光阴里的故事》，并在其中生动塑造了毕世喜之子毕来福这一角色。进入2023年，他在1月份顺利完成了电影《敦煌英雄》的拍摄工作，于片中饰演曹尚真；至8月25日，由其担纲主演的影片《绝地追击》在全国影院公映；紧接着在9月16日，其主演的谍战题材剧集《宿命之敌》于爱奇艺平台上线播出，他在剧中饰演了核心人物陈克海；同年10月30日，他参演的另一部电视剧《我要逆风去》也如期播出；而在12月20日，其参与演出的电影《敦煌英雄》对外公布了调整上映计划的消息。 时间来到2024年，1月21日，他主演的电视剧《小城故事多》正式开播；两天后的1月23日，其主演的电影《星门深渊》在腾讯视频独家上线；2月5日，他参演的电视剧《真心英雄》宣布顺利完成拍摄；同年7月11日，另一部他参与演出的电视剧《错位》与观众见面；至9月10日，由其主演的电视剧《城墙之上》官方公布了主演阵容，引发了广泛关注。 2025年伊始，1月1日，他参演的电视剧《真心英雄》如期播出；2月3日，他以友情出演身份参与的电视剧《六姊妹》也与观众见面；3月3日，其参演的又一部电视剧《北上》登陆荧屏；6月7日，他出演的一部融合古今元素、风格诙谐且制作精良的剧集《长安的荔枝》正式播出；10月22日，他参演的电视剧《红石榴餐厅》也顺利播映。 步入2026年，1月15日，他出演的一部短剧《看得见风景的窗》率先播出；随后在1月28日，其参演的另一部电视剧《有罪之身》也如期与广大观众见面，持续丰富着他的演艺履历。
二零二零年八月，青年演员高至霆参与了一档名为《温暖有光放映队》的公益纪实节目，并作为团队的一员深入四川省小凉山地区的峨边彝族自治县。在那里，他通过精心设计的“放映、讲解与互动讨论”相结合的电影课程形式，为当地的孩子们带来了生动而富有启发性的艺术教育体验，有效拓展了他们的视野与审美感知。随后在二零二二年六月一日国际儿童节当天，高至霆再次投身公益，与专注于乡村儿童情感表达的公益机构“是光诗歌”携手合作，共同朗诵了一首由乡村儿童创作的诗歌作品。他希望通过这次真挚的演绎，呼吁社会大众关注儿童内心世界，借助文字的力量抚慰心灵，并以温暖的声音传递关怀与鼓励。
青年演员高至霆的表演才华获得了业界与观众的广泛认可，因其独特的银幕气质与扎实的演技，被许多影迷亲切地誉为“小姜文”。他常以一头利落寸头造型示人，笑容明朗而富有感染力，周身散发着蓬勃的朝气与阳光活力。高至霆的外形兼具俊朗与健康之美，拥有标志性的小麦色肌肤和结实硬朗的手臂线条，展现出充满力量感的男性魅力。在《薄荷》、《蛋黄人》等多部影视作品中，他均贡献了令人印象深刻的演出，证明了其作为演员的可塑性。在备受关注的影视剧《致我们单纯的小美好》发布的定档海报中，高至霆身着简约的纯白T恤与黑色短裤，完美契合了剧中角色热爱运动的少年设定，整体造型清爽动感，洋溢着扑面而来的青春气息。而在电视剧《悍城》中，高至霆更是实现了形象的颠覆性突破，他饰演的于永义心腹小武一角，彻底摆脱了以往可能存在的青涩感。剧中，他或以西装革履的造型示人，或利落持枪行动，成功塑造了一个既重情重义又行事果决、兼具狠辣与复杂性的“帮会小美好”形象。通过小武这个角色，高至霆不仅展现了人物冷峻强悍的一面，更细腻地呈现了其内心温暖柔软的部分，这种多层次的演绎让观众充分感受到他演技的宽广边界与深厚潜力，其表现可谓相当出色，值得反复品味。