写真1998年参演首部电视剧《表演系的故事》,饰演秦川。1999年,参演以石油工业改革为背景的电视剧《黄土地蓝土地》。2000年,参与拍摄电视剧《希望之城》,饰演郎建。2001年,与张潮,孙炎龙联袂主演由戚健执导的电影《棒球少年》,饰演一个能和孩子们打成一片的棒球教练何为；同年参演话剧《狂飙》,剧中史光辉男扮女装与印晓天一起唱起锡剧小调《双推磨》。2002年,与胡军,苏瑾,许亚军共同主演讲述爱情与搏杀的都市剧《热血痴心》；同年凭借《棒球少年》获得第十届中国电影童牛奖优秀成人演员奖。2003年,参演国内首部将镜头对准证券市场“庄家”的电视剧《坐庄》,饰演张大江。2004年,主演表现社会残酷现实的话剧《青春禁忌游戏》。2006年,与刘钧,马境,王晓联袂主演反映地震孤儿群体成长的电视剧《唐山孤儿》,饰演苏淮南。2008年,主演根据李唯获奖小说改编的电视剧《跟我的前妻谈恋爱》,饰演幽默,善良的张琪。2010年,在苏有朋,吴佩慈,袁成杰主演的惊悚电影《密室之不可告人》中饰演白秀清。2011年,主演以20世纪70年代末知青返城为背景的电视剧《返城年代》,饰演知青独立营营长林超然；同年与陈逸恒,王新军,朱杰,马睿联袂主演电视剧《无法伤悲》。史光辉2012年,主演抗战题材的电视剧《独狼》,饰演突击队队员易楠；同年在王新军,黄小蕾,郭常辉主演的电视剧《铁血传奇之独立营》中饰演张国才。2013年12月,由颜丹晨,祖峰,史光辉主演的抗日谍战电视剧《独狼》在天津卫视,云南卫视,辽宁卫视开播。2014年,出演电视剧《我和她的传奇情仇》,在剧中饰演厉晨星。2019年6月,与王雅捷,王挺等合作主演的都市情感剧《哥哥姐姐的花样年华》播出。2022年4月6日,参演的当代农村剧《青山不墨》播出。
剧照史光辉的表演风格具有即兴的特点,他经常会在不影响调度的前提下,向导演多要求一些自我空间,让自己饰演的角色更生活,更生动,他即兴想出来的点子也往往都会收到很好的效果。史光辉虽然其貌不扬,但却是一个有自己想法的演员。史光辉给人的第一印象是亲切,自然,敏锐。在戚健执导的《坐庄》,《热血痴心》等作品中,史光辉成功塑造了不同类型的小人物。在电视剧《跟我的前妻谈恋爱》中,史光辉把小男人的劲头完全融入到了张琪这个角色当中,他在剧中就像他的名字一样“光辉”。