自2002年起，演员在影视作品中的参与记录如下：2002年，于《倩女幽魂》中饰演白虎一角，该剧由杨登奎与李慧珠共同执导。次年，即2003年，他在《隋唐英雄传》中出演金甲，导演为胡明凯。进入2004年，他先后参演了两部作品：首先在《谎言》中扮演江涛，导演是王金生；同年又在《急速先锋》中饰演平头，此剧由王秋雨执导。 2005年是其作品较为丰富的一年，他先后参与了多部电视剧的拍摄：在《站在你背后》中饰演虎子，导演为王小康；同年于《物业管理》中出演张耀轩，导演为杨放；随后在《少年康有为》中扮演胡须鄂，该剧由杨放与张中一联合执导；接着在《生死搏杀》中饰演郑良，导演同样是杨放；此外，他还在《美丽的音符》中担纲男主角郝文亮，该剧由林泽铭执导。 2007年，他在《天台》中出演侯勇（男二号），导演是李长欣。2009年，于《勇者无敌》中饰演陆超，导演为孙文学。2010年，在《神探狄仁杰前传》中扮演李多祚，导演是柏衫。2011年，他有两部作品问世：在《山里娘们儿山里汉》中饰演姜六，导演为张光北；同年亦在《天津天津之九河入海》中出演唐文贵，导演是林峰，此为其电影作品。 2015年，他参演了电视剧《八九不离十》，饰演杨胜利，该剧由刘二威与王兵共同执导。2016年，参演电视剧《我是红军》，饰演薛济同，导演为桑华与王雷。2017年，在电视剧《勇往直前恋上你》中饰演文主管，导演是韩曾光。2018年，参演电视剧《大秦帝国之天下》，饰演芈颠，此剧由延艺和顾起顺联合执导。至2023年，他参演了电视剧《此心安处是吾乡》，在剧中饰演孙强，导演为曹振宇。
在戏剧表演的履历中，演员于2000年参与了《原野》的演出，在其中饰演了主要角色仇虎，该剧由汪兆桂担任导演。次年，也就是2001年，他再度与导演汪兆桂合作，在《契尔卡什》中成功塑造了契尔卡什这一人物形象。进入2002年，他的艺术实践继续拓展，在作品《婚姻场景》里担任了男二号的重要角色，此次创作由卢学公导演执导。随后在2007年，他迎来了一个更具挑战性的演出机会，在《雷雨》中一人分饰两角，同时演绎周朴园和周萍这两个复杂而深刻的角色，该剧的制作由北京人艺艺术委员会统筹负责。
在二零一九年，作为《铜都铁警》这部以大冶公安局英雄人物为主题的宣传作品中的重要角色，他成功塑造了曹洪涛这一人物形象，展现了公安干警的坚毅与奉献精神。随后在二零二零年，他继续参与了《小小的口罩 大大的中国》的演出，并在其中饰演了一位深沉而温情的父亲角色，通过细腻的表演刻画了父爱的厚重与温暖。
他凭借精湛而富有层次的演技，充分证明了自身深厚的表演实力，展现出多面手赵星宸在艺术道路上的探索与成长，从而演绎出一段丰富多彩的演艺人生。在作品《勇者无敌》中，他化身那位忠肝义胆、充满狭义精神的鲁超；到了《九河入海》里，他又转变为阴险狡诈、工于心计的大少爷唐文贵；在《罗龙镇女人》之中，他则饰演了嫉恶如仇、敢爱敢恨的侠士水上飞；他同样是《山里娘们儿山里汉》里那位肝胆相照、有情有义的土匪姜六；在《赤水河》里，他生动刻画了怀才不遇、命运坎坷且不得不阿谀逢迎的文人周庶昌；他还是《神雕侠侣》中性格复杂、形象多变的武三通。除了专注于影视拍摄工作，赵星宸在戏外也积极投身于各类广告拍摄与公益活动之中，展现出多样化的职业面貌。在朋友们看来，他始终保持着善良质朴的本性，待人真诚友善，富有同情心与社会责任感。日常生活中，他热衷于健身锻炼与户外运动，尤其擅长单板滑雪、网球和高尔夫等项目；在旅行途中阅读几本历史著作，或于自然山水间朗诵古典诗词歌赋，这些雅趣皆成为他陶冶性情、滋养艺术感悟的重要方式，也是他维持良好戏剧创作状态不可或缺的生活哲学。