В кино Судхир Бабу дебютировал в эпизодической роли в фильме Ye Maaya Chesave (2010), однако первый заметный успех пришёл с главной ролью в романтической драме Shiva Manasulo Shruti (2012), ремейке тамильского фильма Siva Manasula Sakthi. Настоящий прорыв случился в 2013 году с хоррор-комедией Prema Katha Chitram, которая стала кассовым хитом и закрепила за ним статус надёжного ведущего актёра.

В середине 2010-х Судхир Бабу активно экспериментировал с жанрами, снимаясь в романтических, драматических и криминальных проектах. Его работа в фильме Sammohanam (2018), снятом Моханой Кришной Индраганти, получила особое признание: за эту роль он был удостоен специальной награды жюри SIIMA. Фильм выделялся тонкой психологической подачей и стал коммерчески успешным.

Помимо телугу-кино, актёр появился и в хинди-индустрии, сыграв антагониста в фильме Baaghi (2016). В последующие годы он продолжил сотрудничество с режиссёром Индраганти, включая триллер V (2020), где работал вместе с актёром Нани, расширяя диапазон своих экранных образов.

До актёрской карьеры Судхир Бабу профессионально занимался бадминтоном и был первым номером штатов Андхра-Прадеш и Карнатака, выступая в паре с Пуллелой Гопичандом. Личная жизнь актёра тесно связана с киноиндустрией: он женат на Приядаршини — дочери актёра Кришны и младшей сестре Махеша Бабу, и воспитывает двух сыновей.