温兆伦由小到大是唱歌发烧友，他受他几个舅父影响喜欢组乐队、唱歌，从在中学时代已开始参加歌唱比赛并曾取过冠亚军等。1982年，为了考验他自己的实力，参加了香港电台主办的“第二届城市民歌创作比赛”及商业电台一个歌唱比赛，可惜均名落孙山。同年参加无线电视举办的“第一届新秀歌唱大赛”入围三十名，但最终不能入选十五名。不过塞翁失马，焉知非福，一个星期之后无线编导打电话叫他去香港电台电视部试镜，结果被取录。于是就在1982年尾，温兆伦加入香港电台电视部主持儿音节目《香蕉船》，同时展开了他进入娱乐圈的道路。
　　
主持电视节目一年之后，他又被前香港电台同事徐益平介绍到电台做DJ。做了大概两年左右，他又被娱乐唱片公司看中而签约做歌星。那时温兆伦刚好在完成中学的课程就离开港台，而做个全职歌手。
　　
1986年温兆伦接拍第一部电视剧《城市故事》，剧中饰演勤奋年青有为的公司经理，此剧带给他很大的知名度。他在85至96年都是平步青云，在1989年在《义不容情》中饰演的奸险的丁有康将他的事业推上一大步，其后的《今生无悔》、《我本善良》等的剧集，更加奠定他在无线小生的地位。
　　
1996至1998年他主力向台湾发展，而1998至2000年转移到大陆拍电视剧。到2001年，温兆伦重返香港发展。近几年在内地与港台合拍的影视剧中多有出现。