2007年，13岁的于小彤被导演陈凯歌选中，出演电影《梅兰芳》中少年梅兰芳。2008年导演李少红翻拍中国古典四大名著之一的《红楼梦》，选中了于小彤出演少年宝玉，该剧于2010年播出，于小彤凭借该剧走红并获得韩国首尔电视节最具人气奖。
2012年主演民国电视剧《娘心计》，饰演贺家大少爷贺铭生；2013年其主演的电视剧《劝和小组》和《胜女的代价2》先后播出，于小彤分别饰演张大川和李大飞。2014年受邀加盟央视跨年晚会，现场演绎经典歌曲《校园的早晨》；同年出演韩国导演吴尚元导演、李少红监制的《亿万继承人》，在剧中饰演男二号樊宇轩。
2015年与张国强等合作出演电视剧《碧海雄心》。2016年参与录制的腾讯视频真人秀《放开我北鼻》播出。2017年3月23日，于小彤在新戏拍摄过程中，由于威亚操作不当，导致其当场被“锁喉”，重伤头部。24日下午，于小彤发微博报平安，称自己“有惊无险，一切都好”，并请大家放心。
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