Sprouse'lar oyunculuğa sekiz aylıkken başladı. İkizler ilk olarak bir çocuk bezi reklamında rol aldı. Her birkaç saniyede bir ekranda yer değiştirdiler. Birçok ikiz oyuncuya benzer şekilde, ikisi de sık sık aynı rolü oynadı. Böylece karakterin filme çekilmesi için daha fazla zaman kalıyor. Sekiz aylıkken başlayarak 1993'ten 1998'e kadar ABC-TV dizisi Grace Under Fire'da rol aldılar. Patrick Kelly adında bir karakteri canlandırdılar.
1999'da çocuklar ilk büyük filmleri Big Daddy'de rol aldılar. Adam Sandler'ın karakteri 'Sonny Koufax' tarafından evlat edinilen 'Julian' adlı beş yaşındaki bir çocuk rolünü paylaştılar. O yıl, çocuklar The Chanukah Song'un ikinci ve üçüncü versiyonlarını yapmak için Sandler'la birlikte çalıştılar. Çocuklar ayrıca The Astronaut's Wife adlı korku filminde de küçük bir rol aldılar. Big Daddy'nin gösterime girmesinden sonra ikili kariyerlerinde yavaş bir döneme girdi. Bir süre büyük rollerde yer alamadılar. İkizler 2000'li yılların başında The Nightmare Room ve That '70s Show'un bölümlerinde rol aldı. Ayrıca MADtv'de (dördüncü sezon, 425. bölüm) ve The Master of Disguise filminde rol aldılar. Ayrıca Adam Sandler'ın Eight Crazy Nights filminde de seslendirme yaptılar. 2001 yılında Cole, Friends adlı televizyon dizisinin bölümlerinde Ross Geller'ın oğlu Ben olarak rol almaya başladı. Bu rolü Dylan ile paylaşmadı.
Her ikisi de 2002 ve 2003 yılları arasında I Saw Mommy Kissing Santa Claus ve Just for Kicks filmlerinde rol aldılar. Her iki film de doğrudan video olarak yayınlandı. Bundan sonra Sprouse'lar Disney Channel orijinal dizisi The Suite Life of Zack and Cody'de rol almaya başladılar ve burada tek yumurta ikizleri Zack (Dylan) ve Cody (Cole) Martin'i canlandırdılar. Dizi Mart 2005'te başladı. Reytinglerde başarılı oldu. İkizler ergenlik öncesi (9 ila 12 yaş) ve ergen izleyiciler arasında çok iyi tanındı. Disney ile çalışmalarının bir parçası olarak, kardeşler ayrıca 11 üyeli Disney Channel Circle of Stars grubunun bir parçası oldular. Grup üyeleriyle birlikte "A Dream is a Wish Your Heart Makes" şarkısını söylediler. Müzik videosu, Disney filmi Cinderella'nın özel versiyonunda özel bir özellik olarak yayınlandı. Ayrıca 2006'dan 2008'e kadar Disney Channel Oyunlarında oynadılar.
Sprouses, bağımsız bir film olan The Heart Is Deceitful Above All Things'de Jeremiah adlı bir karakteri canlandırdı. Film 2004 yılında çekilmiştir. Mart 2006'ya kadar sinemalarda gösterilmedi. Daha sonra Amerika Birleşik Devletleri'nde üç sinemada oynadı. 29,000 dolar kazandı. 2007 yılında çocuklar A Modern Twain Story filmini çektiler: The Prince and the Pauper filmini çektiler. Sprouse kardeşlerin her ikisi de Holidaze adlı animasyon filminde seslendirme yaptı: The Christmas That Almost Didn't Happen adlı animasyon filminde Brenda Song ve Emily Osment ile birlikte seslendirme yaptı. Dylan, Disney'in "Kar Dostları "nda Shasta'yı seslendirdi. Kardeşlerin ikisi de Appletown'ın Kralları filminde rol aldı. Film Tom Sawyer'ın Maceraları kitabından uyarlanmıştır. Filmi Bobby Moresco yönetti. Amanda Moresco yazdı. Film New Braunfels, Teksas'ta çekildi. Başlangıçta 2008 kışında gösterime gireceği tahmin ediliyordu.
Nisan 2009'da People Magazine'in The Suite Life on Deck ile ilgili seksen sayfalık özel sayısına kapak oldular. İkiz kardeşler 2009 yazında bir başka Modern Twain Story filminin çekimlerine başladılar. Filmin adı Sivilize idi. Huckleberry Finn'in modern bir versiyonuydu. Ancak 2010 yılının ortalarında Dylan filmi yapmayacaklarını söyledi. Filmi yapmamalarının bir nedeni de film için çok yaşlanmış olmalarıydı. Mart 2009'da Dannon Danimals için reklam yapmaya başladılar. Ağustos 2010'da ikiz kardeşler Nintendo DS için reklam yapmaya başladılar.
2011'in başından ortasına kadar[update] , Dylan ve Cole herhangi bir dizi ya da filmde rol almamaktadır. Dikkatlerini üniversiteye veriyorlar. Ayrıca, Dylan sanatla ilgileniyor. Cole ise fotoğrafçılıkla ilgileniyor. Dylan her ikisinin de üniversitedeyken oyunculuğa devam etmek istediklerini söyledi. Cole'un aşık olduğu ünlü her zaman kardeşi Dylan Sprouse olmuştur.
