1997年出演電影《離婚了就別再來找我》。1998年參與拍攝電影《布拉格有張牀》。2000年參演電影年《沖天飛豹》，合作演員胡軍。2002年，參與拍攝電影《離婚了就別再來找我》。同年參演電視劇《刑警故事》，之後參演電視劇《獵豹出擊》。2006年電視劇《刀鋒1937》導演郭靖宇，飾演唐維特，是孫紅雷的拜把兄弟。同時出演電影《綠帽子》，與廖凡合作。2007年參與主演電影《我的實習生活》，開始受到關注。2008年參演電影《一半是海水，一半是火焰》，在這部根據王朔同名小說改編的電影裏扮演一位重情重義的角色鄭重 。同年參演《高興》，扮演黃八。2009年，參與拍攝電影《荒村公寓》，出演一名私家偵探，與“表弟”余文樂一起到荒村古宅中探祕。
2010年，參與拍攝由阿甘執導，亞洲首部全片3D立體電影《唐吉可德》。2011年電視劇《風聲傳奇》，飾演一位別樣感覺的軍統處長“王田香”。同年參演電視劇《紅妝》，海一天飾演正義醫生陳少凱。2013年，海一天出演央視黃金檔家庭溫情劇《有你才幸福》，劇中與老戲骨李雪健合作飾演兒子祺滿雨。高滿堂編劇新作《工人大院》中的藝術工人“張勁鬆”。
35集都市家庭倫理劇《有你才幸福》在央視一套黃金檔播出。該劇講述“老北京”祺瑞年接連遭遇房屋拆遷、老伴離世、兒女啃老、黃昏戀等關照老年人生活的故事。劇中出演祺家父子李雪健和海一天，在開播宣傳活動上“父子重聚”，氣氛溫馨，海一天坦言彷彿又回到一年前的拍戲時光。在什剎海街道活動中心試播會上先看到《有你才幸福》的觀衆中，有的大叔大媽就覺得李雪健和海一天戲中演繹的祺家父子有眼緣，說兩人站在一起還“挺搭”，有父子的氣場。還真是戲裏戲外“父子情深”，對於劇名“有你才幸福”該如何解讀，李雪健和海一天都回答“你”並不是指一個人，是指身邊的每一個人，顯示“這對父子”的默契。 李雪健介紹說，當一個人到老年時回首往事會發現身邊每一個人都很重要，劇名“有你才幸福”的“你”是指很多人，老伴、兒女、親朋、甚至鄰居，在老人眼裏，少了誰都不行。
