2004年，蒋中炜参演贾樟柯执导的剧情电影《世界》，在片中饰演老牛，该电影入围威尼斯电影节竞赛单元，这也是蒋中炜开始演艺生涯后第一次主演影片获奖。

在周耀武执导的电影《黄瓜》中，蒋中炜饰演男一号“小陈”，入围威尼斯电影节影评人周单元，巴西圣保罗国际电影节，东京银座电影节，香港亚洲电影节。

2008年，与王珞丹合作的电影《车逝》入围韩国釜山电影节。

2013年，参演方力申、林家栋主演的惊悚恐怖电影《三更车库》。

2014年11月，蒋中炜搭档彭于晏、洪金宝主演的3D功夫电影《黄飞鸿之英雄有梦》上映，在片中饰演诡计多端的师爷笑脸哥哥。同年在孙恺凯执导的穿越悬疑《纳妾记》中饰演衙门师爷纲师爷。

2015年，参演王鸣执导的恐怖电影《惊魂电影院》。同年在韩东君、金晨主演的民国奇幻剧《无心法师》中饰演奸诈商人白文柳。同年搭档段博文、刘桦主演的电影《无辜者》，饰演警察王世权。

2016年3月，高林豹和徐惠康联合执导的青春偶像奇幻剧《重返二十岁》中饰演学历高、智商高、还具备超凡的特异功能的黄研究员。10月27日，参演的抗日题材电影《不成问题的问题》入围第29届东京国际电影节主竞赛单元。同年主演文艺电影《何日君再来》，在片中饰演表里不一的孙教授，影片入围第65届圣塞巴斯蒂安国际电影节。

2017年1月，主演蔡宇飞执导的烧脑剧《夜行人》，饰演神秘的侦探姚伟。同年，搭档叶童出演谍战剧《战狼战狼》，在剧中饰演钱久。同年参演付辛博、熊乃瑾领衔主演的热血青春竞技电影《不败雄心》。同年9月，由邵如一、何蓝逗等参演的《金装少年唐伯虎》成功杀青，在剧中饰演沈周。

合作郑伊健、陈小春、曾志伟等，拍摄钱嘉乐执导的商业院线《黄金七十二小时》饰演大反派“JK”。同时，搭档陈坤、倪妮出演古装巨制《凰权·弈天下》，以一名功德无量的“御医”。

2018年，参演电影《苏曼殊》，饰演柳亚子，参演电影《黄金兄弟》，饰jk，电视剧《天盛长歌》，饰御医。

2019年，参演电影《红尘1945》，饰演王全；电视剧《倚天屠龙记》，饰演德成，参演电视剧《张库大道》，电视剧《天龙八部》

蒋中炜因出演《黄瓜》、《车逝》等多部文艺片，蜚声国际影展，后因参演《无心法师》、《纳妾记》等作品，对各式人物的塑造都信手拈来。蒋中炜沉浸于电影创作，曾被业内称作“电影节常客”。

蒋中炜的演技一直备受媒体和观众称赞，其在影片《不成问题的问题》中搭档范伟饰演的农场会计李三明，精打细算，一切以利益为上。在《黄飞鸿之英雄有梦》搭档彭于晏饰演思维缜密的师爷笑脸爷爷，诡计多端，一肚子坏水，在阻碍彭于晏帮助百姓的路上费尽心思。无论是哪一种坏，蒋中炜都拿捏的十分到位，有网友戏称“专注坏人三十年”。