Дебютировал в кинематографе Мазунов эпизодической ролью Гарика в телесериале «Тайный знак» (2001). За этим последовал ряд ролей второго плана в таких сериалах, как «Веселая компания», «Игра на выбывание», «Тайная стража», «Аэропорт», «Туристы», «Национальное достояние», «Чего хочет женщина». В полнометражных лентах актер тоже снимался, и тоже во второстепенных ролях. Например, Артем сыграл дворового парня в экранизации популярного романа современной писательницы Людмилы Улицкой «Казус Кукоцкого». Широкую известность Мазунову принесла роль доброго и романтичного клоуна Чпока, вечно кого-нибудь выслушивающего и утешающего, в сериале «Принцесса цирка» (2008). Это была первая работа Артема в таком масштабном проекте – сто пятнадцать серий, шутка ли. Параллельно с работой в сериале «Принцесса цирка» актер ухитрился сняться также в сериале «Батюшка», где исполнил роль сына главного героя Романа Малышева Степы, а также в хорроре «С.С.Д.» в роли мерзавца Паши и в знаменитом «Обитаемом острове» Федора Бондарчука в эпизодической роли гвардейца.
В 2009 году Мазунов сыграл монаха в «Царе» Лунгина, а еще через год попробовал себя в качестве второго режиссера и сценариста, результатом чего стал сериал-боевик «Дикий». В нем Артем исполнил роль Севы Кочкина. В 2010 была запущена в прокат картина «Кандагар» с участием Мазунова, преумножившая число его почитателей.
Сейчас Мазунов живет в Москве, продолжает работу над очередным сезоном «Дикого». Изначально этот сериал являлся их с Вадимом Шмелевым совместным проектом, но на сегодня он полностью перешел к Мазунову-режиссеру в единоличное распоряжение. Артем женат на художнице по гриму Нине Кравчук. Они познакомились в 2007 году на съемках картины «Бегущая по волнам», в которой Мазунов играл персонажа по кличке Шапито, и долго не могли расписаться из-за несовпадения выходных. У пары растет сын Ярослав. Сейчас мальчику шесть лет, но его воспитывают таким образом, чтобы в случае чего он уже сейчас мог самостоятельно позаботиться о себе.
