1978年,佟凡进入中国青年艺术剧院,从事话剧演出,1988年进入北京广播学院进修,获得编导大专文凭。
写真1989年,参演王好为执导的剧情电影《哦,香雪》,在片中饰演“白马王子”北京话。1994年,领衔主演剧情电影《都市萨克斯风》,在片中饰演合资企业的副经理罗毅,凭借该片获得年度最佳政府奖男主角提名。1995年,在金丽妮执导的剧情电影《孽缘》中饰演因伤害罪来到饮马河监狱服刑的歌星。1999年,参演潘霞执导,刘小锋,孙淳,傅艺伟主演的电视剧《澳门的故事》。2001年,领衔主演曾晓欣执导的电视剧《中国仪仗兵》,在剧中饰演三军仪仗队大队长成天时。2004年,与卡迪琳娜联袂主演都市言情剧《新疆姑娘》,在剧中饰演追求阿丽娅的汉族青年李强。2006年,在叶镇华执导的古装武侠剧《醉侠张三》中饰演江浙两省总督洪睿桐；同年,与赵越,王思懿共同主演都市情感剧《我们复婚吧》,在剧中饰演人到中年的IT精英李学锋,并担任该剧的制片人。2007年,担任蔡晓晴执导的励志剧《红旗渠的儿女们》的执行制片人。2008年12月10日,客串主持在云南大理沧海举行的“红塔杯”名人慈善赛以及全明星公益基金启动仪式；同年,在张晓光执导的生活伦理剧《房子》中饰演房地产商老板王平石。2009年,与孙淳,萧蔷主演张晓光执导的商战剧《淞沪风云》；5月,在赖慧中执导的抗日谍战剧《江城令》中饰演代号“三和尚”的军统特务；8月,与赵越联袂主演刘二威执导的电视剧《真情母子》,饰演视女儿如珍宝的父亲篮卓石；12月,客串出演史诗生活剧《阿丕书记》,在剧中饰演普通的工程师于斌。2010年8月,佟凡在青岛参演何丽萍执导的都市时尚情感剧《爱情有点蓝》,在剧中饰演环球集团董事长宋立国。2011年2月,主演的涉案刑侦剧《下一个受害者》在铜陵拍摄；5月,参演年代励志剧《菊花蔓香山》,在剧中扮演反一号叶中天；11月,佟凡领衔主演剧情电影《阴天爱晴》,在片中饰演已过不惑之年的成功男士易南。剧照2011年11月22日,作为代表出席在北京人民大会堂召开的中国文联第九次全国代表大会。2012年4月,参演杨智谦执导的都市言情剧《天国泪》在杭州桐庐开机；12月,在东莞参演近代悬疑剧《冲出迷雾》,在片中饰演抗日救亡会组织资深成员夏良。2013年,与朱媛媛,黄志忠共同主演家族传奇剧《长白川》,在剧中饰演黄家老大黄百之；6月,在张汉杰执导的谍战武打剧《大陆小岛》中饰演潜伏后代号“一号”的保密站副站长都富春。2014年3月23日,参演的战争电影《大巴山的女儿》在四川巴中市南江县举行开机新闻发布会；同年,在胡意涓,许佩珊,章雪峰联合执导的古装传奇剧《失宠王妃之结缘》中饰演满腹心机,奸诈做作的孙国忠。2015年,出演郝万军执导的战争剧《战昆仑》；5月,参演的抗战剧《宜昌保卫战》在湖北宜昌开机,在剧中饰演第五战区指挥部司令长官李宗仁。2016年7月29日,佟凡凭借广播剧《天网猎狐》被公安部授予猎狐行动特殊贡献奖。2017年2月,参演的偶像剧《一见不倾心》在苏州开机,佟凡在剧中饰演女主的爸爸章广福,是个脾气火爆的倔老头。2020年8月,出演刑侦电视剧《分界线》。2022年4月10日,参演的家庭生活剧《亲爱的小孩》播出。2022年8月1日,主演的《分界线》播出。9月15日,凭借电影《守望初心》,获得第九届亚洲微电影艺术节“金海棠奖”。
1996年4月,佟凡出演《太平街命案》时,首次与女演员赵越合作而相识,1997年12月两人结婚。
生活照佟凡举手投足都是戏,以精湛的演技征服了观众。佟凡塑造了无数令观众耳熟能详的经典荧屏形象。在《爱情有点蓝》里的绝佳表演,塑造的“慈父”加“严父”的形象也得到了圈内外人士的一致好评,他也演绎了一些反面角色,从《江城令》里的神秘三和尚,到《下一个受害者》中的作案高手张圆龙,再到《菊花蔓香山》中的地头蛇叶中天,佟凡的荧屏魅力和风采也在观众面前大大地绽放。