1996年，因参加第七届CCTV青年歌手电视大奖赛，获得专业组民族唱法优秀歌手奖而出道。1998年，她的歌曲《好梦成真》获得中国音乐电视大奖赛银奖。1999年，参加中央电视台元旦晚会，与火风对唱歌曲《开门红》。同年，发行个人首张音乐专辑《祝福祖国》。

2000年，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《开门红》。同年，汤灿推出“新民歌”风格的歌曲《幸福万年长》。2001年，她的歌曲《祝福祖国》获得中宣部精神文明建设“五个一工程”奖。2002年1月，发行音乐专辑《幸福万年长》。12月，她的歌曲《家乡美》获得2001年度中国广播新歌政府奖二等奖。

2003年1月，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《美丽西部》。同月，她的歌曲《家乡美》获得第9届全球华语音乐榜中榜最受欢迎音乐录影带奖。3月，发行个人首张DVD专辑《幸福万年长》。同月，参加中国文学艺术界大联欢，参与演唱歌曲《对花》。6月，发行录音室专辑《祖国-情系人民》，该专辑获得首届中国轻音乐学会“学会奖”最佳民通专辑奖。11月，为电视剧《天龙八部》演唱插曲《莲美人》。

2004年1月，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《情系人民》，该节目获得央视春晚观众喜爱节目奖三等奖 。4月，获得中国音乐电视内地最受欢迎的新人奖。7月，获得第6届CCTV-MTV音乐盛典内地年度最佳民歌女歌手奖 。8月，为了纪念邓小平诞辰100周年，推出音乐电视《你从春风中走来》。12月，在音乐剧《雪狼湖》中饰演宁静雪。2005年，为电视剧《大长今》演唱中文主题曲《呼唤》。8月，担任首届全国少儿歌手电视大赛评委。2005年11月9日，汤灿与东方歌舞团签订两年合约。

2006年3月，担任环球小姐中国区总决赛评委。7月，获得“金号2006”全国听众喜爱的歌手十大金牌歌手奖。12月，发行音乐专辑《爱的月光》，该专辑在传统民歌的基础上重编融入了流行音乐元素，收录了《茉莉花》《康定情歌》《远方的客人请你留下来》等曲目。

2007年9月，赴加拿大参加“中加‘手拉手’为奥运喝彩”演出。10月，为迎接党的十七大召开，推出《阳光季节》MV，并在中央电视台播出。

2008年2月，参加中央电视台春节联欢晚会，演唱歌曲《中华全家福》。7月15日，在希腊雅典国立音乐厅举行“光荣与梦想奥运之旅演唱会”。8月24日，担任北京奥运会闭幕式表演嘉宾，参与演唱歌曲《今夜月明》。9月，参加中央电视台中秋晚会，演唱歌曲《往事如昨》。

2008年9月21日，签约光线经纪公司，推出单曲《光荣与梦想》。2009年3月，为中华人民共和国60华诞而发行的单曲碟《红旗飘扬》及词曲作者手稿，被军事博物馆永久性收藏。12月，担任第5届东亚运动会开幕典礼表演嘉宾，演唱开幕式主题曲《今夜烟花特别红》。同月，获得BQ红人榜年度红歌手奖。

2010年2月，参加中央电视台元宵晚会，演唱歌曲《把欢乐举起来》。同月，担任北京卫视环球春晚表演嘉宾，与维塔斯共同演唱歌曲《青藏高原》。8月，获得伊金霍洛“中国民歌榜”颁奖典礼最具人气女歌手奖。

2010年9月13日，汤灿被特招入伍，正式成为北京军区政治部战友文工团的独唱演员。入伍后，被授予了文职级别3级，专业技术5级，大校军衔，享受正师级待遇。

2011年1月，参加“中国文学艺术界春节大联欢”，与冯家慧共同演唱开场曲《新编龙船调》。2月，参加中央电视台春节联欢晚会，与祖海、王丽达、常思思共同演唱歌曲《因为有你》。3月，为电视剧《拯救女兵司徒慧》演唱主题曲《为你而活》。4月，与韩磊共同演唱西安世园会主题曲《送你一个长安》。6月，出演的电视剧《开天辟地》播出，她在剧中饰演宋美龄一角。同月，她演唱的电视剧《中国1921》主题歌《开始》获得第5届中国移动无线音乐盛典咪咕汇建党90周年特别献礼金曲奖。11月，为电影《杨门女将之军令如山》演唱同名主题曲《杨门女将》。