2004年，戴墨被中央戏剧学院成功录取。
二零零九年，戴墨通过参演话剧《疯狂的疯狂》以及话剧《杜拉拉升职记》，正式以演员身份踏入演艺圈，开启了他的职业艺术生涯；随后他在作品《杜拉拉升职记》中饰演了帕米拉一角，进一步积累了表演经验。二零一零年，他参与了由刘涛、陈思成、包贝尔等多位演员共同主演的年代情感剧《橄榄树》，并在该剧中成功塑造了曹卫华这一人物形象。同一年，他还出演了电视剧《北京爱情故事》，饰演了名为华勇的角色。二零一二年，戴墨重返话剧舞台，出演了话剧《面包树上的女人》，在剧中他生动演绎了杜卫平这一人物。《面包树上的女人》中他同样饰演了杜卫平。二零一三年，他与演员甘露合作，共同主演了根据辛夷坞同名小说改编的话剧《致我们终将逝去的青春》，在剧中他担纲主角，饰演了性格复杂的陈孝正。二零一五年，戴墨与王雷、佟丽娅、袁弘等演员联袂主演了乡村情感剧《平凡的世界》，他在剧中饰演的李向前是一个敢于为爱情全心付出却又带有几分悲剧色彩的人物，其表演细腻而富有感染力。二零一六年，他主演了都市情感剧《遇见王沥川》，在剧中饰演张少华。同年，他还主演了一部年代传奇剧《远大前程》，饰演了林远部这一角色。《遇见王沥川》中他再次饰演了张少华。
2014年，戴墨在由陈思诚执导的电影《北京爱情故事》中首次担任执行导演一职，这标志着他从演员身份向导演领域转型的重要开端。该片阵容强大，汇聚了梁家辉、刘嘉玲、王学兵、余男、陈思诚、佟丽娅等众多实力派演员，最终在国内市场取得了超过4亿元人民币的票房佳绩。2015年，他继续深耕导演工作，在《唐人街探案》系列电影中多次承担执行导演的职责，积累了丰富的片场经验。2020年1月1日，由其执导的网剧《唐人街探案第一季：玫瑰的名字》于爱奇艺平台独家上线播出，该剧由陈思诚担任监制，主演包括邱泽、张钧甯等人。此外，网剧《唐人街探案第一季：玫瑰的名字》的工作照以及网剧《唐人街探案第一季：玫瑰的名字》的海报也陆续公开，引发了观众的关注。2021年12月17日，戴墨的导演处女作电影《误杀2》正式公映，该片同样由陈思诚监制，肖央、任达华、文咏珊等演员联袂出演，成功斩获当年贺岁档的票房冠军。随后，电影《误杀》的工作照、电影《误杀》的工作照（右）、电影《误杀》的工作照、电影《误杀》的工作照（右）以及电影《误杀》的工作照也相继释出，展现了影片制作的幕后花絮。2022年，戴墨执导的超级网剧《球状闪电》宣布杀青，该剧改编自刘慈欣的同名科幻小说，由童瑶、王安宇、周一围、杨立新等演员主演，备受业界期待。2023年12月15日，其执导的犯罪题材电影《三大队》登陆院线，影片由陈思诚监制、张冀编剧、张译领衔主演，并一举夺得2023年贺岁档票房冠军。同时，电影《三大队》的工作照也随之公布。2024年10月27日，戴墨凭借作品《三大队》获得了第37届中国电影金鸡奖最佳导演提名，这是对其导演才华的重要认可。2025年1月29日，他与陈思诚联合执导，由王宝强、刘昊然领衔主演的喜剧动作悬疑电影《唐探1900》上映；同年4月27日，他出席第二十届中国电影华表奖颁奖典礼，其执导的影片《三大队》荣获优秀故事片奖；6月13日，他在2025微博电影之夜上被授予“年度优秀导演”荣誉；6月17日，他成功入选第二十七届上海国际电影节SIFF YOUNG×上海青年影人扶持计划名单；7月，其执导的影片《唐探1900》入围第三届柬埔寨亚洲电影节主竞赛单元“金隆都花奖”；11月11日，他参加了2025年中国金鸡百花电影节开幕式，并在活动中分享了关于《追梦》的创作心得；11月15日，戴墨凭借电影《唐探1900》荣获第38届中国电影金鸡奖最佳导演奖，达到了其职业生涯的一个高峰。此外，戴墨的个人写真也展现了他作为电影人的独特气质。
二零二四年六月十四日，戴墨出席了《2024抖音电影奇遇夜》活动。回顾前一年的行业动态，在2023年于长春电影节期间举办的“中国电影新力量论坛”上，戴墨曾参与了以“新时代·新征程·新力量——电影和观众在一起”为核心议题的交流环节。这两次活动均体现了其对电影行业发展的持续关注与积极参与。
如果说影片的领衔主演肖央与监制陈思诚共同构成了“误杀”这一知名IP的两块熠熠生辉的金字招牌，那么首次独立执导电影的导演戴墨，则凭借其扎实的创作成功延续并拓展了这一IP的内涵，从而为自己的电影导演生涯书写了一个颇为亮眼的开端。在业内资深编剧张冀看来，戴墨的执导手法尤为值得称道：“戴墨最初其实也按照原剧本进行了拍摄，但他最终选择的剪辑方式，却为整部影片注入了丰富的电影想象空间。那种戛然而止的处理，恰到好处的留白，确实显得非常高级。”张冀进一步阐释道，电影艺术在很多时候确实依赖于剪辑的魔力，而戴墨此次的表现可谓出色，许多情节的转折与细节的呈现都出乎意料，相较于他之前执导的作品《误杀2》，整体完成度与艺术表现力无疑实现了一次显著的升级。不仅如此，为了让影片的整体氛围更加鲜活、细节更具真实感，戴墨在服装、化妆、道具等视觉层面也投入了极大的心力。例如，在呈现片中三大队成员日常办公的场景时，戴墨首先指导美术团队依据每个角色的不同性格与背景，精心设计了风格各异的办公桌，随后更让演员们亲自到拍摄现场“认领”属于自己的工位，通过这种沉浸式的体验，帮助演员更快地融入角色，从而使得场景充满了生动的生活气息。