Năm 2010, Châu Thâm bắt đầu hát online trên mạng xã hội video YY.com của Trung Quốc với nickname Kabure (卡布叻) và đã thu về một lượng người hâm mộ nhất định.[3]

2014: Giọng hát hay Trung Quốc

Năm 2014, Châu Thâm tham gia mùa 3 của chương trình Giọng hát hay Trung Quốc. Trong vòng giấu mặt tập 2 phát sóng ngày 25 tháng 7, anh nhận được sự tán thưởng của ban giám khảo bằng bài hát Nụ cười hạnh phúc (歡顏) - ca khúc chủ đề nổi tiếng trong bộ phim truyện cùng tên, của nữ danh ca Tề Dự, và sau đó anh đã chọn về đội của Na Anh. Dù không thể đi tiếp vào các vòng sau nhưng ca khúc Bên hồ Baikal (贝加尔湖畔) do Châu Thâm và Lý Duy (李维) song ca trong vòng đối mặt cuộc thi đã giành được giải thưởng Ca khúc tiêu biểu năm 2014 của chương trình. Cùng năm, Châu Thâm cũng tham gia vào chuyến lưu diễn của chương trình Giọng hát hay Trung Quốc.

2015: Hoa hồng và nai nhỏ

Năm 2015, Châu Thâm tham gia chương trình Gala mừng xuân của Đài truyền hình Bắc Kinh và ủng hộ việc giành được quyền đăng cai Olympic Mùa Đông tại Bắc Kinh với ca khúc Let it go bằng 9 thứ tiếng. Anh cũng tham gia vào chuyến lưu diễn quốc tế biểu diễn nghệ thuật Văn hóa Trung Quốc, Lễ hội mùa xuân. Vào tháng 5, anh cùng Lý Duy đại diện cho Giọng hát hay Trung Quốc đến Luân Đôn để tham dự The Voice UK.[cần dẫn nguồn] Tháng 7, anh cùng Lý Duy ra mắt album đầu tay mang tên Dư vị (回味). Sau đó, Châu Thâm phát hành đĩa đơn đầu tay Hoa hồng và nai nhỏ (玫瑰与小鹿) và đạt giải Nghệ sĩ mới của Giải Đông Phương Phong Vân Bảng.

2016: Trở nên nổi tiếng

Tháng 5 năm 2016, Châu Thâm hát ca khúc Đại ngư (大鱼) cho bộ phim hoạt hình Trung Quốc Đại ngư hải đường, và ca khúc Lâm An sơ vũ (临安初雨) cho trò chơi online Thủy Hử Q truyện (水浒 Q传). Cả Đại ngư lẫn Hoa hồng và nai nhỏ đều được bầu chọn vào top 10 ca khúc của giải thưởng Đông Phương phong vân bảng năm 2016.[cần dẫn nguồn] Vào tháng 10, anh trình diễn nhiều ca khúc gây ấn tượng như Cô ấy nói, Em thực sự yêu anh, Thân cưỡi bạch mã trong chương trình âm nhạc Ca vương giấu mặt (Masked Singer) mùa 2 và đã gây ấn tượng với nhiều khán giả. Anh cũng giành giải Nam ca sĩ trực tuyến được yêu thích của giải thưởng Music Pioneer Award năm 2016.

2017: Album đầu tay Sâu trong Thâm

Năm 2017, Châu Thâm hát ca khúc Tiếng vọng (回声) cho bộ phim truyền hình Đây khoảng sao trời kia khoảng biển. Ca khúc Đại ngư của anh nằm trong top 10 ca khúc của năm và giúp anh giành giải Nam ca sĩ được yêu thích nhất của Giải Đông Phương Phong Vân Bảng 2017. Tháng 6, anh trình bày ca khúc Tình nồng đạm như nàng (浓情淡如你) cho bộ phim Tú Xuân Đao 2: Chiến trường Tu La và Bất thuyết thoại (不说话) cho phim hoạt hình Đại hộ pháp. Châu Thâm cũng hát ca khúc kết phim Từng qua biển lớn (曾经沧海) cho phim truyền hình Đây khoảng sao trời kia khoảng biển 2. Album đầu tay của anh Sâu trong Thâm (深的深) với sự giúp đỡ chế tác của Cao Hiểu Tùng, Doãn Ước và Tiền Lôi, đã được phát hành vào tháng 11.

2018: Concert Không gian của Thâm

Năm 2018, Châu Thâm hát ca khúc quảng bá cho bộ phim Người đẹp và thủy quái nhân dịp phim được công chiếu tại các rạp ở thị trường Trung Quốc. Anh cũng giành giải thưởng Ca sĩ vượt bậc của năm của Giải Đông Phương Phong Vân Bảng 2018. Anh đã tổ chức chuỗi concert cá nhân đầu tiên tại Thượng Hải, Vũ Hán và Thành Đô, lấy tên Không gian của Thâm (深空间). Sau đó anh phát hành Vô quan (无关) – ca khúc quảng bá cho bộ phim Mạc hậu ngoạn gia. Châu Thâm giành giải Most Popular Karaoke MV của China Music Awards và Best New Artist của Global Chinese Music Chart Awards. Ca khúc Chiếc dù màu xanh (蓝色降落伞) nằm trong album đầu tay của anh cũng nằm trong danh sách những bài hát hay nhất năm 2018. Tháng 11, anh biểu diễn một số ca khúc cổ điển như Time to say goodbye, Memory, Think of me, The Lonely Goatherd trong chương trình truyền hình thực tế về âm nhạc Thanh Nhập Nhân Tâm mùa 1 của đài Hồ Nam và nhận được rất nhiều lời khen từ các vị chuyên gia và khán giả. Anh cũng xuất hiện một lần nữa trong chương trình Ca vương giấu mặt mùa thứ 3 và trình diễn nhiều bài hát gây ấn tượng như Ám hương, Đêm ngoại ô Moscow, Âm thanh của tuyết rơi, sử dụng kỹ thuật Bel Canto của mình. Châu Thâm đã để lại dấu ấn đậm nét trong lòng khán giả nhờ những màn trình diễn tuyệt vời trong chương trình.[cần dẫn nguồn]

2019: Concert Tinh cầu C929

Năm 2019, Châu Thâm hát ca khúc "Theo gió" (随风) cho bộ phim Đồ cổ: bẫy trong bẫy (古董: 局中局). Tháng 1, thầy Liêu Xương Vĩnh cùng các thành viên trong Thanh Nhập Nhân Tâm ra mắt ca khúc Không nói lời tạm biệt (不说再见). Tháng 3, Châu Thâm phát hành ca khúc Đời này chỉ có người (此生惟你), nhạc phim Tân Ỷ Thiên Đồ Long ký. Anh cũng nhận được giải Nghệ sĩ đột phá của năm và ca khúc Hoa nở nằm trong top 10 ca khúc của năm của Giải Đông Phương Phong Vân Bảng 2019. Anh bắt đầu chuyến lưu diễn thứ hai tại Bắc Kinh vào tháng 1, sau đó là Thâm Quyến và Hàng Châu vào tháng 6 và tháng 7. Bên cạnh đó, anh cũng tổ chức một mini-concert mang tên Thâm thì Thâm khắc (深时深刻) vào ngày 28 tháng 3. Vào tháng 4, anh cùng các thành viên trong Thanh Nhập Nhân Tâm 2018 tham gia các buổi concert lưu diễn Thanh Nhập Nhân Tâm và Không nói tạm biệt. Anh tổ chức một buổi concert chung với Hoàng Linh (黄龄) mang tên Thâm Linh kỳ cảnh (深龄其境) vào ngày 18 tháng 5. Ngày 25 tháng 5, Châu Thâm tham gia concert Theo đuổi hạnh phúc (The Pursuit of Happiness) của Victor Wong tại Bắc Kinh trong vai khách mời đặc biệt.

Vào ngày 6 tháng 6, anh được mời đến dự buổi lễ trao giải Youth Awards lần thứ 17. Anh nhận được giải thưởng Campus Popularity Award for Performing Artist tại CNR Radio Top Music Awards ngày 8/6. Ngày 12 tháng 6, Châu Thâm cùng với các nghệ sĩ Tề Dự, Hoàng Hồng Anh và Roy Li Fei Huei tham gia buổi hòa nhạc từ thiện Nanyang Khek Community Gift of Warmth 2019, một buổi hòa nhạc từ thiện tại Singapore, để thể hiện mối quan tâm dành cho những người mắc chứng tự kỷ. Trong buổi hòa nhạc này, anh đã hát 7 ca khúc của chính mình, một ca khúc Hakka, When Hakkas Meet in Singapore và song ca với Tề Dự bài hát tiếng Anh Mother of Mine.

Tháng 10 năm 2019, Châu Thâm lọt vào danh sách 30 người dưới 30 tuổi có sức ảnh hưởng lớn nhất của Forbes Trung Quốc năm 2019 trong lĩnh vực âm nhạc. Vào ngày 1 tháng 11 và 2 tháng 11, anh tham gia concert Trần Tình Lệnh ở Nam Kinh và biểu diễn ca khúc Hoang thành độ (荒城渡). Tháng 11 năm 2019, anh chiến thắng giải thưởng của Giải Âm nhạc châu Âu MTV, hạng mục Nghệ sĩ Trung Quốc xuất sắc nhất. Anh đã tổ chức chuyến lưu diễn mới nhất của mình với tên gọi Tinh cầu C929 tại Bắc Kinh, Nam Kinh, Tô Châu, Thành Đô và Thượng Hải từ tháng 11 đến tháng 12.

2020: Thành lập Phòng làm việc & Công ty TNHH Kính Diễm Thượng Hải

Năm 2020, anh kết hợp biểu diễn cùng ca sĩ Lý Khắc Cần trong show âm nhạc Bài hát của chúng ta (我们的歌) của kênh Đông Phương vệ thị, cùng nhau giành được chức quán quân. Anh cũng xuất hiện và đạt quán quân tập cuối trong chương trình truyền hình thực tế trải nghiệm văn hóa Trường Thành phi thường (了不起的长城) của đài Bắc Kinh và tham gia chương trình Ca sĩ – Đương đả chi niên (歌手·当打之年) của đài Hồ Nam. Sau đó, Châu Thâm đã trở thành một thành viên của Gia tộc du xuân cùng với Lang Lãng, Dư Địch, Phạm Thừa Thừa và Giả Linh trong chương trình truyền hình thực tế Thanh xuân hoàn du ký mùa 2. Anh cũng lần lượt phủ sóng màn ảnh nhỏ khi trở thành khách mời trong các chương trình đang thu hút sự quan tâm của khán giả như Ngày ngày tiến lên, Hướng về cuộc sống, Vương bài đối Vương bài, Khoái lạc đại bản doanh. Châu Thâm cũng đã thành công thử thách chính bản thân mình, lấy được bằng lái xe cá nhân và đem lại ấn tượng tốt khi tham gia Tân thủ giá đáo - chương trình nhằm nâng cao ý thức tham gia giao thông của mọi người.

Vào ngày 2 tháng 7, Châu Thâm thành lập phòng làm việc cá nhân và công ty riêng, có tên đầy đủ là Công ty TNHH Văn Hóa Truyền Thông Kính Diễm Thượng Hải, đăng kí với ngành nghề chế tác truyền thanh, truyền hình, điện ảnh, ghi âm. Công ty đăng ký ở Thượng Hải, cổ đông lớn nhất là Châu Thâm nắm 95% cổ phần.

Ngày 4 tháng 7, Châu Thâm biểu diễn ca khúc Tình ái là gì (情是何物) - bài hát được viết theo bài từ Nhạn Khâu của Nguyên Hiếu Vấn, trên sân khấu Kinh điển vịnh lưu truyền và nhận được sự tán thưởng của các nghệ sĩ nổi tiếng như Liêu Xương Vĩnh. Ngày 17 tháng 7, anh đã trình diễn bản phối mới của ca khúc Pháo hoa chóng tàn (烟花易冷 ) nổi tiếng của Châu Kiệt Luân trên sân khấu Tiếng ca xuôi dòng.

Ngày 25 tháng 7, Châu Thâm tổ chức buổi concert online TME live concert Ngủ Ngon, Ngày Mai Gặp - kỉ niệm đánh dấu chặng đường 6 năm ra mắt của bản thân. Trong concert, anh đã biểu diễn nhiều ca khúc quen thuộc như: Đại ngư, Không kịp dũng cảm, Không thể chạm tới, Bóng hình, Nguyện... Cuối chương trình, Châu Thâm đã hát tặng fan bài hát Không muốn ngủ (不想睡) và đặc biệt trình diễn Liên khúc: Cảm ơn bạn đã nghe những bài tôi hát (谢谢你听过我唱的这些歌) bao gồm 40 ca khúc nhạc phim OST đã hát, từ khi anh ra mắt cho đến nay.

Ngày 15 tháng 8, Châu Thâm nhận lời mời của Lang Lãng tham gia hỗ trợ các thí sinh trong ban nhạc Áp thấp nhiệt đới trình diễn bài hát Đoàn tàu giữa những vì sao (星际列车) trong chương trình Minh Nhật Chi Tử. Ngày 01 tháng 10, Châu Thâm hợp tác cùng Tát Đỉnh Đỉnh trình diễn ca khúc nổi tiếng Tay trái chỉ trăng (左手指月) trong Đêm hội Trung thu trên đài truyền hình Trung Ương CCTV4. Ngày 30 tháng 10, anh cùng Lang Lãng cũng hợp tác biểu diễn ca khúc Đại ngư và Scarborough fair trong Đêm hội Kuaishou Nghìn lẻ một đêm (江苏卫视快手一千零一夜). Ngày 16 tháng 10, Châu Thâm có cơ hội hợp tác cùng nghệ sĩ nổi tiếng Đằng Cách Nhĩ biểu diễn hợp tấu Thiên Đường của Đại ngư (大鱼的天堂) trong chương trình Đêm hội Douyin (抖音美好奇妙夜x浙江卫视秋季盛典2020).

Từ ngày 4 tháng 11, Châu Thâm đã gia nhập đoàn cổ vũ cùng các nghệ sĩ Hà Cảnh, Táp Bối Ninh, Phạm Thừa Thừa trong chương trình truyền hình thực tế quan sát-trải nghiệm văn hóa công sở Offer động lòng người mùa 2 . Ngày 31 tháng 12, Châu Thâm lần lượt có 7 màn trình diễn trong các Đêm hội cuối năm của: Đài truyền hình Trung Ương Trung Quốc "Căng buồm, 2021" (启航2021—中央广播电视总台跨年盛典) (trình diễn ca khúc Âm thanh của tuyết rơi); Đài truyền hình Bắc Kinh "Chào mừng Olympic mùa đông" (2021迎冬奥相约北京BRTV环球跨年冰雪盛典) (trình diễn ca khúc Hoang thành độ & Đừng hỏi tôi Disco là gì nữa); Đài truyền hình Giang Tô "Trải qua niềm vui của cuộc sống tươi đẹp" (广东卫视2020-2021"美好生活欢乐送"跨年特别节目) (trình diễn ca khúc Người cha không già và bài hát nổi tiếng My heart will go on cùng dàn nhạc dây giao hưởng 240 người) và sân khấu Gala cuối năm Bilibili (Bilibili "2020最美的夜"跨年晚会) (trình diễn ca khúc This is me & Xin vững tin vào giấc mơ). Anh cũng là một trong các nghệ sĩ quảng bá cho Paralympic Games mùa đông và Olympic Games mùa đông Thể thao Pictogram tổ chức tại Bắc Kinh năm 2020 (北京冬奥会及冬残奥会体育图标).

2021

Từ tháng 06/2020, Châu Thâm đã chính thức trở thành Đại sứ quảng bá du lịch thành phố Quý Dương (贵阳文化旅游推广大使). Châu Thâm đã xuất hiện trong Tập 1 phim tài liệu Thành phố kỳ diệu (奇妙之城) chiếu ngày 05 tháng 01 năm 2021 trên nền tảng Youku để góp phần quảng bá văn hóa và các địa điểm du lịch thành phố Quý Dương - quê hương của anh. Ngày 08 tháng 01, Châu Thâm đã được nhận giải thưởng Ca sĩ được hoan nghênh nhất năm 2020 tại Đêm hội giải trí Tencent (2020腾讯娱乐年度盛典). Ngày 23 tháng 01, Châu Thâm được vinh danh và trao giải Nam ca sĩ Đại lục xuất sắc nhất tại Lễ trao giải Âm nhạc thường niên TMEA 2020 (腾讯音乐娱乐盛典).