สมเกียรติ อ่อนวิมล เข้าบรรจุเป็นอาจารย์ประจำคณะรัฐศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และเริ่มเข้าสู่วงการโทรทัศน์ โดยเป็นผู้ดำเนินรายการความรู้คือประทีป ทางไทยทีวีสีช่อง 9 และเริ่มเป็นผู้ประกาศข่าวโทรทัศน์ ในรายการข่าวทันโลกช่วงดึก ทางช่อง 9 เช่นเดียวกัน และเมื่อ พ.ศ. 2528 สมเกียรติร่วมกับปีย์ มาลากุล ณ อยุธยา ก่อตั้งบริษัท แปซิฟิก อินเตอร์คอมมิวนิเคชั่น จำกัด โดยเข้าร่วมผลิตข่าว 9 อ.ส.ม.ท. ในเวลา 19.30 น. จากเดิมที่อ่านเฉพาะข่าวในพระราชสำนักและข่าวประชาสัมพันธ์ของรัฐบาล มีการปรับปรุงทั้งรูปแบบการนำเสนอและเนื้อหารายการ โดยสมเกียรติเป็นผู้ประกาศข่าวด้วยตนเอง ร่วมกับกรรณิกา ธรรมเกษร และประชา เทพาหุดี ร่วมด้วยผู้สื่อข่าวภาคสนามรุ่นใหม่เช่น นิรมล เมธีสุวกุล, ยุพา เพชรฤทธิ์, สุริยนต์ จองลีพันธุ์, อนุชิต จุรีเกษ, ลดาวัลลิ์ วงศ์ศรีวงศ์, ศศิธร ลิ้มศรีมณี, สาธิต ยุวนันทการุญ, อรุณโรจน์ เลี่ยมทอง รวมทั้งวิทวัส สุนทรวิเนตร์ ที่รายงานพยากรณ์อากาศในรูปแบบใหม่

ต่อมาเมื่อ พ.ศ. 2531 สมเกียรติเกิดขัดแย้งด้วยนโยบายการเสนอข่าวกับ ร้อยตำรวจเอกเฉลิม อยู่บำรุง รัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรีที่กำกับดูแลองค์การสื่อสารมวลชนแห่งประเทศไทย (อ.ส.ม.ท.) จึงลาออกไปร่วมงานกับฝ่ายข่าว สถานีโทรทัศน์สีกองทัพบกช่อง 7 เป็นระยะสั้นๆแล้วขอลาออก หลังมีปัญหาจากรายงานข่าวอาการป่วยของหม่อมราชวงศ์คึกฤทธิ์ ปราโมช จากนั้นสมเกียรติในนาม บจก.แปซิฟิกฯ เข้าร่วมผลิตรายการข่าวกับเครือข่ายวิทยุและโทรทัศน์ของกองทัพบก โดยริเริ่มผลิตรายการเช้าวันนี้ ทางสถานีวิทยุโทรทัศน์กองทัพบกช่อง 5 และสถานีวิทยุ จ.ส. 100 รายงานข่าวการจราจร ซึ่งเริ่มส่งกระจายเสียงเมื่อวันที่ 2 กันยายน พ.ศ. 2534 พร้อมทั้งเป็นผู้ผลิตรายงานข่าวต้นชั่วโมง แก่สถานีวิทยุกระจายเสียงเครือข่ายกองทัพบกทั่วประเทศ อันเป็นที่มาของการก่อตั้งศูนย์ข่าวแปซิฟิก ขึ้นเป็นหน่วยงานย่อยของ บจก.แปซิฟิกฯ

สมเกียรติถูกวิพากษ์วิจารณ์ ในช่วงก่อนหน้าเหตุการณ์ และในช่วงพฤษภาทมิฬ พ.ศ. 2535 เมื่อสถานีวิทยุ จ.ส.100 รายงานข่าวและความเห็นในเชิงเป็นผลลบ กับการชุมนุมต่อต้านการสืบทอดอำนาจของ รสช. ซึ่งไม่ตรงกับความเป็นจริง หลังจากนั้น สมเกียรติเข้าบริหารรายการข่าวทางสถานีวิทยุโทรทัศน์แห่งประเทศไทย ช่อง 11 อยู่ระยะหนึ่ง ก่อนจะลงสมัครเป็นสมาชิกสภาร่างรัฐธรรมนูญเมื่อ พ.ศ. 2539 ต่อมารับตำแหน่งคณบดีคณะนิเทศศาสตร์ มหาวิทยาลัยรังสิต ในระยะสั้นๆ เมื่อปี พ.ศ. 2542 และลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภา พ.ศ. 2543[3] โดยร่วมในคณะกรรมาธิการกิจการองค์กรอิสระ กิจการโทรคมนาคม และธุรกิจสถาบันการเงินของวุฒิสภาด้วย เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม ปีเดียวกัน ภายหลังเครือเนชั่นถอนตัว สมเกียรติได้รับแต่งตั้งเป็นผู้ช่วยกรรมการผู้จัดการสายงานข่าว และผู้อำนวยการฝ่ายข่าวสถานีโทรทัศน์ไอทีวี ของบริษัท ไอทีวี จำกัด (มหาชน) แต่ก็อยู่ในตำแหน่งในระยะเวลาไม่ถึงสองเดือน

ระหว่างนั้น สมเกียรติก็เข้าเป็นนักจัดรายการวิทยุหลายรายการเช่น โลกยามเช้า, โลกยามเย็น ทางสถานีวิทยุ อ.ส.ม.ท.เอฟเอ็ม 107.0 เมกะเฮิร์ตซ์ ยุคที่บริหารงานโดยบริษัท สตูดิโอ 107 จำกัด ของจันทรา ชัยนาม และรายการลูกทุ่งคนดัง, ลูกทุ่งเวทีไท, คุยเฟื่องเรื่องไทย ทางสถานีวิทยุ อ.ส.ม.ท.เอฟเอ็ม 95.0 เมกะเฮิร์ตซ์ ลูกทุ่งเอฟเอ็ม แต่ก็ต้องทยอยเลิกจัดไปทั้งหมดในราว พ.ศ. 2545 ต่อมาสมเกียรติข้ามมาจัดรายการโลกยามเช้า ทางไทยทีวีสีช่อง 3 ตั้งแต่ พ.ศ. 2546 ในระยะแรก ก่อนที่จะให้แคลร์ ปัจฉิมานนท์ ดำเนินรายการแทนและมีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบรายการไปอีก

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2550 สมเกียรติเขียนบทความปกป้อง ร้อยโทหญิงสุณิสา เลิศภควัต ผู้เขียนหนังสือทักษิณ Where are you? จากการเดินทางไปสัมภาษณ์ พันตำรวจโท ทักษิณ ชินวัตร ที่สหราชอาณาจักร เพื่อนำมาเขียนเป็นหนังสือว่าเป็นการกระทำตามหน้าที่ของสื่อมวลชน และกล่าวโจมตีสื่อในเครือผู้จัดการที่เสนอข่าวทำลายความน่าเชื่อถือ ของร้อยโทหญิงสุณิสาด้วย