2016年12月20日,加入香蕉娱乐成为TRAINEE18的首批十八名练习生之一。2018年1月19日,参加的偶像竞演养成类真人秀节目《偶像练习生》在爱奇艺首播；1月22日,公开TRAINEE18的毕业单曲《Rocktheshow》,高茂桐还参与了RAP词的创作；随后,与林超泽,陆定昊,姜京佐,李若天,贝汯璘,邱治谐组成男子组合TANGRAM；5月17日,参与的真人秀节目《萨瓦迪卡Banana》上线；8月24日,随组合发布的动作电影《大师兄》宣传推广曲《向前冲》上线；10月14日,发布出道单曲《Radiant》,并在北京完成出道舞台首秀；10月26日,组合TANGRAM获得凤凰网时尚之选时尚团队大奖；11月1日,参与的体娱跨界类型节目《超新星全运会第一季》由腾讯视频播出,他在节目中参加了跳高项目；12月24日,随组合推出单曲《Focus》。2019年1月20日,与敦煌研究院的合作单曲《画从梦中来》发布；4月3日,随组合发行第三支单曲《陪在你身边》；8月3日,参与的香蕉娱乐家族演唱会《我们的演唱会》在上海举行,高茂桐与TANGRAM表演了歌曲《DejaYou》,该曲收录于家族演唱会专辑《我们的演唱会》；9月13日,随组合发行公益歌曲《LettersOfLOVE》。2020年8月20日,随组合发布单曲《天际线》,该曲为都市爱情剧《他其实没有那么爱你》的插曲；10月23日,为抗美援朝系列配音的动画影片《最可爱的人》上映。2021年2月25日,与周彦辰,徐好等联合主演的古装青春校园剧《通天书院》开播,他在剧中饰演天下第一才子公子润；7月29日,与施柏宇,陈昊宇联袂主演的奇幻爱情剧《循环初恋》在爱奇艺视频播出,饰演高三九班篮球队队长林嘉祁。2022年6月11日,主演的电视剧《我的掌门女友》播出,剧中饰演袁帆。
2020年5月,参与“星力量健康助学行动”微博传播活动,活动旨在传播卫生知识,开展健康教育,帮助乡村学校的卫生防护工作募集善款,为疫情中返校的乡村儿童筑起第一道健康防线；6月,参与“美丽中国青春行动”和“绿创未来”微博双话题词传播活动,作为美丽中国守护者,以榜样的力量,呼吁更多公众关注环保,践行绿色生活。
在一组照片中,帅气的高茂桐穿着一身黑色T恤和牛仔裤,其高颜值十分吸睛。在TANGRAM的舞台首秀上,高茂桐与队友穿着整齐的黑白服装亮相,造型清爽又大方。他们用歌声和舞蹈将练习生到成团偶像的心路历程娓娓道来,歌曲的层次性,舞蹈的力量感,震撼了观众的听觉和视觉；而副歌部分的旋律更是听了之后就难以忘怀,感动不少粉丝纷纷落泪。从练习时候干净清爽的黑白纯色,到身着缤纷撞色的长袖天台练舞,由青涩犹豫到热情果敢,不断的付出与努力让高茂桐和队友的光芒愈加斑斓,苦练多月终获得了粉丝的肯定。