1990年，在机器人题材电视动画《
机甲武士剑》中担任演出，这也是他首次担当动画演出。1992年，在电视动画《
幽游白书》担任演出、分镜工作，其个人演出风格开始受到关注。
1994年，首次成为动画导演，执导了少女格斗竞技类电视动画《
重装甲少女组》。1996年，在
阿部记之执导的电视动画《
热门小马》中担任演出。
2005年7月3日，由其执导的电视动画《
嬉皮笑园》播出，该片改编自氷川へきる创作的同名漫画。2006年10月，由SHAFT公司改编、新房昭之执导的电视动画《
魔法老师》播出，该片改编自漫画家
赤松健创作的同名漫画。
2008年1月，由其执导的电视动画《绝望先生》系列第二季《
俗·再见！绝望先生》播出；2008年7月，执导了电视动画《
向阳素描X365》，该作是《向阳素描》动画系列的第二季。
2009年7月3日，执导电视动画《
化物语》，该作改编自日本轻小说家
西尾维新原作的《
物语系列》轻小说的第一部，也是新房昭之执导的物语系列动画的首作；同年7月4日，由其执导的《绝望先生》系列动画第三季《
忏·再见绝望先生》在日本播映。
2010年4月4日，由他执导的电视动画《
荒川爆笑团》在日本播映，该片讲述了企业家独生子小招与奇妙女生小珊之间发生的喜剧故事；同年10月，由他执导的电视动画《向阳素描×☆☆☆》特别篇在BS-TBS放送。
2011年1月6日，由其执导的12集原创电视动画《
魔法少女小圆》在日本播映，该片获得日本动画指标性三大奖，即第15届日本文化厅媒体艺术祭动画部门大奖、第16届神户动画奖最佳电视动画、第12届东京动画奖优秀作品奖与导演奖，并成为史上获奖最多的日本电视动画；同年8月27日，由他执导的剧场版《魔法老师！Anime Final》在日本国内上映。
2012年1月，执导了电视动画《
伪物语》，该片为物语系列动画化的第二部作品；同年10月，由其执导的电视动画《向阳素描X蜂窝》播出，该作是《向阳素描》系列动画的第四季；同年10月，由他执导的《魔法少女小圆》剧场版前后篇在日本上映，该前后篇以总集篇的形式将电视版的全12话进行了再构成，其中于10月6日上映的《
魔法少女小圆剧场版 [前篇] 起始的物语》票房收入约5亿2000万日元，10月13日上映的《
魔法少女小圆剧场版 [后篇] 永远的物语》票房收入约4亿8000日元。
2013年7月，由其执导的《
物语系列 2nd season》在日本放送，其内容包括《猫物语(白)》《倾物语》《花物语》《囮物语》《鬼物语》和《恋物语》6部作品；同年10月26日，由其执导的《魔法少女小圆》第三部剧场版
《魔法少女小圆剧场版 [新篇] 叛逆的物语》在日本全国公映，此次推出的剧场版在原作基础上进行了创新，该片获得第14届东京动画奖年度动画部门剧场公开部门优秀奖、
第37届日本电影学院奖的优秀动画作品奖、第19届神户动画奖最佳剧场映画作品。
2016年1月8日，由其执导的动画电影《
伤物语1:铁血篇》上映，该作是《伤物语》剧场版动画三部曲的第一部，讲述了主人公阿良良木历遭遇到吸血鬼后如何回到正常生活的故事；同年8月19日，剧场版三部曲的第二部《
伤物语2：热血篇》上映；同年10月，由其执导的电视动画《
三月的狮子》在日本播出，该片改编自
羽海野千花创作的同名漫画。
2017年1月6日，《伤物语》剧场版三部曲的第三部《
伤物语3:冷血篇》上映；同年8月18日，与武内宣之共同执导的动画电影《
烟花》在日本上映，该片于同年12月在中国内地上映。
2018年1月，由他执导的电视动画《命运之夜：新章-最终回响》在日本播送，该片讲述了在魔力枯竭的背景下，魔术师们参加“月之圣杯战争”的故事；同年11月，由其执导的“物语系列”最后一季《
续·终物语》在日本全国剧场上映。
新房昭之的作品不同于一般的日本动漫，作品的画面并不流畅，人物对话和叙事看起来也很分散，但他的这些做法体现了一种不是作品迎合观众，而是由作品带领观众的理念。他的大段吐槽字幕和画面中加入的一些看似无关紧要的事物都发挥了这样的作用，观众由于新房昭之在作品中设置的种种“陷阱”，而不得不集中精力来看作品，不会因为流畅的剧情、人物的美型而麻痹了神经，从而更深入地了解作品的内容。在演出方面，可以看出他喜欢在画面中大量地使用阴影及静止画、极端对比度的艳丽色彩，以及精心设计的画面布置等特征。此外，他在画面中推崇单纯的几何线条，从而体现了“非迎合、却带领”的理念。看新房的作品绝不是什么养眼的事，而是累眼之苦。但是通过这些独特的画面，他将一部动画做得如同一件艺术品，这些艺术品可以一次次地重新欣赏，因而就有了比其他动画作品更为长久的生命力。（《动画大辞典进阶篇》评）