方大同于2005年出道，起初唱片公司采取“听其声而不见其人”的宣传手法。后来，他开始参与各大音乐会的演出。2005年5月5日，方大同担任飞儿乐团拉阔音乐会的开场嘉宾，身穿全白色的服装，献唱《春风吹》及《南音》两首歌，为他的歌手事业拉开序幕。而未正式入行前，他已先后为内地歌手陈坤和台湾歌手张惠妹作过曲。11月，方大同发表首张个人专辑《SoulBoy》。
2006年7月17日，参加903拉阔演奏厅音乐会第三场。7月22日，参加LOVEMUSICMOOV歌舞会。12月13日，2006年度叱咤乐坛流行榜颁奖典礼上，因与另外三位唱作人王菀之、张敬轩、张继聪合唱。
2007年2月1日至3日，方大同举办爱爱爱音乐会《ThisLoveLive2007》，在湾仔艺术中心寿臣剧院举办。3月29日，方大同参加Nokia音乐有得《Talk・903Music》音乐会。4月27日，参加薛凯琪《RoadshowLive》音乐会做嘉宾。5月23日，为何韵诗新城好友音乐会做嘉宾。6月18日，方大同举办Nokia音乐有得《Talk・903MusicTalkie》音乐会II。8月23日，方大同参加JuicyFruit“头号人物混合唱”音乐会。
2008年4月5日，方大同于台北国际会议中心举行《方大同未来LIVEConcert》，吸引不少台湾演艺界人士到场欣赏。2008年入围台湾金曲奖的最佳国语男歌手。
2009年1月1日，方大同于2008年度叱吒乐坛流行榜颁奖典礼上同时夺得“叱吒乐坛男歌手金奖”、“叱吒乐坛唱作人金奖”及“叱吒乐坛作曲人大奖”，成为首位以作曲人大奖、男歌手金奖身份获得唱作人金奖的歌手，首个全年只有国语歌上榜而成为金奖得主的男歌手。2009年11月7日，方大同在上海举办演唱会，在演唱会上，方大同白色衬衫配黑色马甲，酷似周杰伦。当天，方大同的妈妈也就座台下观看。
2010年2月12日，方大同为张敬轩“轩动心弦”演唱会做第一场嘉宾。3月27日，参加香港2010国际无伴奏音乐盛典。7月23日，方大同举行的展个人演唱会。8月13日，方大同与王力宏、刘亦菲主演的电影《
恋爱通告》在中国台湾首映。
2011年2月3日，方大同与李健、萧敬腾组成2011年中国中央电视台春节联欢晚会新势力歌组合。9月7日下午，方大同在北京举行盛大记者会，10月22日在万事达中心举办2011年个人演唱会，这也是方大同在北京首次登上万人大场舞台。
2012年方大同武汉演唱会于2月14日情人节在武汉光谷体育馆举行。12月12日，方大同发行专辑《
回到未来》。
2013年1月，他作词、作曲的歌曲《千纸鹤》获得第35届十大中文金曲颁奖典礼优秀流行国语歌曲奖银奖。2月10日，方大同参加央视音乐频道将推出“星光璀璨”2013年新民歌演唱会”。2013年8月7日，金牌大风在北京举办记者会宣布与方大同正式签约。9月16日，方大同在香港举办“SoulboyLightsUp方大同”世界巡回演唱会，香港首站的新闻发布会。11月30日、12月1日在香港红|体育馆举办个人演唱会，这次演唱会制作由台湾威络思娱乐担任并携手金牌大风投资。12月25日，融合爵士方大同、浪漫爵士袁娅维领衔国内外爵士乐队嘉年华狂欢在2013环球巡回嘉年华上演。
2014年2月17日，方大同新专辑首波同名主打歌《
危险世界》于HITfm全球首播。4月，方大同发行加盟金牌大风后的专辑《危险世界》，该专辑耗时一年录制，唱片公司斥资3000万为方大同打造七支MV。
2015年6月27日，第26届台湾金曲奖：方大同歌曲《危险世界》入围最佳国语男歌手提名。
