Sabin Tambrea memulai karier teaternya pada usia 12 tahun dan kemudian belajar akting di Ernst Busch Academy of Dramatic Art di Berlin, lulus pada tahun 2010. Ia debut layar lebar sebagai Ludwig II dari Bavaria dalam film Ludwig II (2012), yang membawanya meraih beberapa penghargaan, termasuk Penghargaan Aktor Terbaik di Waterloo Historical Film Festival dan nominasi Deutscher Filmpreis.

Sabin Tambrea dikenal melalui perannya dalam serial TV seperti Ku’damm 56/59/63, Babylon Berlin, dan film Narcissus and Goldmund (2020). Ia juga tampil sebagai Franz Kafka dalam film The Glory of Life (2024) dan berperan dalam film Calendar Killer (2024).

Selain berakting, Sabin Tambrea juga seorang penulis. Novel debutnya, Nightlife, diterbitkan pada 2021 dan menjadi buku terlaris versi Der Spiegel. Pada 2024, ia merilis novel autofiksi berjudul Vaterländer, yang menceritakan kisah migrasi tiga generasi keluarganya.