溫兆倫從小到大是唱歌發燒友，受幾個舅父影響喜歡唱歌，在中學時代已開始參加歌唱比賽并取得過冠軍、亞軍。
1982年，參加無線電視舉辦的“第一屆新秀歌唱大賽”止步十五名，一個星期之后無線一個女編導打電話叫他去香港電臺電視部試鏡被取錄，1982年底，還在讀高中的溫兆倫加入香港電臺電視部主持兒音節目《香蕉船》。
一年之后，被前香港電臺同事徐益平介紹入電臺做DJ，1985年被唱片公司看上，簽約成為全職歌手。
1986年，推出第一張粵語專輯《風雪前塵》；同年正式簽約TVB，與郭晉安合作，演出單元式處景劇《城市故事》，飾演“表哥”角色，故此有了“溫表哥”的綽號。
2013年5月，與鄭少秋加盟央視一套的公益圓夢類舞蹈真人秀節目《舞出我人生》；11月，參加國內首檔戶外公益旅游節目《兩天一夜》。
2015年2月6日，聯袂黃征、余思潞等主演的驚悚電影《死亡之謎》全國上映；在《我姥爺1945》中飾演一名在中國土生土長的日本人。同年，主演以反腐敗為主旋律的電影《守夢者》，飾演紀委書記、市長
我本善良齊浩男
今生無悔右為黎明
義不容情丁有康