2004年，3岁的泰·辛普金斯首次登台，参加了《One Life to Live》节目的录制；之后他陆续接拍些了一些平面广告   。

2005年，参演大银幕处女作《世界大战》，从此开始演艺生涯。2006年，出演托德·菲尔德执导的爱情片《身为人母》，饰演帕特里克·威尔森的小儿子Aaron   。

2008年10月，参演警匪犯罪题材电影《自豪与荣耀》。11月，泰·辛普金斯与姐姐芮安·辛普金斯共同参演剧情电影《夜花园》，该影片第34届杜维尔美国电影节国际影评人奖   。12月，出演爱情片《革命之路》，与男主角莱昂纳多·迪卡普里奥饰演一对父子   。同年，参演惊悚悬疑电视系列剧《犯罪现场调查》。

2009年，与亚历姗卓拉·保罗合作主演剧情片《四人之家》，在片中饰演女主人公珍妮丝的儿子托米。

2010年4月，主演温子仁执导的惊悚悬疑电影《潜伏》（又名《阴儿房》），在影片中饰演乔什·莱姆波特和兰娜的大儿子达尔顿   ；该片最终博得全球1.55亿美元的票房   。同年，出演爱情惊悚片《危情3日》，饰演男主角罗素·克劳与女主伊丽莎白·班克斯年幼的儿子Luke   。

2012年，与萨沙·罗伊茨搭档主演科幻电影《记忆提取》，在剧中出演嫌疑犯安东尼的小时候   。

2013年5月，主演惊悚恐怖电影《潜伏2》，在片中继续扮演达尔顿   ；该片开画首日即收获2006万美元票房   。随后，与小罗伯特·唐尼合作主演的动作冒险科幻片《钢铁侠3》上映，泰·辛普金斯在片中饰演帮助钢铁侠的小男孩哈利；并凭此获得第40届土星奖最佳年轻演员提名     。

2015年6月，因在《钢铁侠3》中的出色表现而被导演科林·特莱沃若选中出演科幻冒险电影《侏罗纪世界》，饰演克莱德的外甥格雷   ；该影片在北美上映第一周收获2.05亿美元，上映8天北美票房突破3亿美元   ；泰·辛普金也凭借该片再次入围第42届土星奖最佳年轻演员。10月，又出演瑞德·莫拉诺导演的电影处女作《草地》。

2016年，主演的独立电影《短暂生机》在亚特兰大开机，他在片中饰演音乐天赋出众的高中生，与比尔·帕克斯顿、艾什莉·贾德共同对戏   。