2003年，陳偉霆因參加全球華人新秀香港區(qū)選拔賽，獲得“金咪大獎”、“勁舞臺風(fēng)演繹獎”及“自我才華表演獎” ?，隨即進(jìn)入演藝圈并簽約英皇娛樂 ?。

　　2006年，6月陳偉霆以新成員身份與張致恒、麥子豪組成Sun Boy'z組合，開始建立跳舞歌手的形象。

　　2008年，4月Sun Boy'z組合正式解散 ?；9月推出個人首張音樂專輯《Will Power》，憑借該專輯陳偉霆獲香港十大勁歌金曲頒獎禮“最受歡迎男新人金獎”、香港十大中文金曲“最有前途新人金獎” ?。

　　2009年，7月17日陳偉霆個人第二張音樂專輯《Warrior戰(zhàn)士》發(fā)行 ?，其首次參演的電影《竊聽風(fēng)云》也于7月24日上映 ?。同年，他先后兩次參加?xùn)|方衛(wèi)視《舞林大會》全國版節(jié)目，擔(dān)任比賽的選手展現(xiàn)舞技 ?。

　　2010年，3月由王晶執(zhí)導(dǎo)，陳偉霆、蔡卓妍、吳君如、陸毅共同主演的喜劇電影《美麗密令》上映，在劇中他飾演影視明星秦朗 ?。4月其個人第三張音樂專輯《Do You Wanna Dance》發(fā)行 ?。12月6日陳偉霆發(fā)行個人第四張音樂專輯《Heads or Tails》。

　　2011年，3月其主演的電影《出軌的女人》作為第三十五屆香港國際電影節(jié)參展作品 ?；8月25日其推出個人第五張音樂專輯《WOW》；9月陳偉霆在香港新都城中心出席頒獎禮，并獲2011年“十大健康之星” ?。

　　2012年，7月10日陳偉霆個人第六張音樂專輯《Pop It Up》發(fā)行；11月其主演的黑幫動作電影《扎職》上映，在劇中飾演大學(xué)高材生阿霆 ?。

　　2013年，陳偉霆將工作重心轉(zhuǎn)移至中國內(nèi)地，2月底接拍古裝武俠劇《少年四大名捕》，在劇中他飾演四大名捕之一的追命 ?。7月正式將內(nèi)地電視劇約簽入阿諾工作室旗下，同時拍攝《古劍奇譚》，在劇中他飾演大師兄陵越 ?。

　　2014年，1月其與謝霆鋒，余文樂，胡軍共同主演的災(zāi)難電影《救火英雄》上映，陳偉霆憑借飾演劇中的張文健一角獲澳門國際電影節(jié)最佳男配角獎項。3月底，他接拍由何澍培導(dǎo)演的民國題材劇《活色生香》，在劇中飾演安逸塵 ?。7月其主演的古裝劇《古劍奇譚》播出，因此被內(nèi)地觀眾所熟知 ?。9月拍攝都市浪漫愛情電視劇《緣來幸福》 ?。11月拍攝電視劇《因為愛情有幸福》 ?。11月25日，憑借其飾演的勵志喜劇電影《男人不可以窮》中的薛可勇一角斬獲歐洲萬像國際華語電影節(jié)最佳青年男演員獎 ?，同時也憑借該角色入圍澳門國際電影節(jié)最佳男配角獎項 ?，該電影隨后于12月24日在內(nèi)地上映 ?。12月17日，陳偉霆在2014國劇盛典上一舉摘得“2014年度最受歡迎全能藝人”與“2014年度電視劇媒體最期待演員”兩個獎項 ?。

　　2015年，1月拍攝電視劇《蜀山戰(zhàn)紀(jì)之劍俠傳奇》，在劇中飾演男主角丁隱/丁大力。 ?5月，陳偉霆憑《古劍奇譚》陵越一角獲上海電視節(jié)白玉蘭獎最佳男配角提名。 ?6月5日，其主演的動作電影《搏擊迷城》上映。 ?7月參演電影《大轟炸》 ?，并加盟真人CG電影《爵跡》 ?。10月26日，陳偉霆親自參與曲展創(chuàng)作的歌曲《1121》全球首發(fā)。 ?11月24日，其主演的電視劇《老九門》開拍，在劇中他飾演男主角張啟山。 ?

　　2016年2月24日，其主演的電視劇《因為愛情有幸福》 在湖南衛(wèi)視播出。 ?3月起拍攝電影《鐵木真?zhèn)髡f》，飾演男主鐵木真。 ?6月20日，其主演的電視劇《老九門》在東方衛(wèi)視播出。 ?8月5日，其主演的愛情喜劇電影《那件瘋狂的小事叫愛情》上映。 ?9月30日，其主演的全真人CG魔幻題材電影《爵跡》上映。 ?