2009年8月，参演韦正执导的都市爱情喜剧《爱情公寓》，在剧中饰演电台主持人曾小贤。

2010年3月，参演爱情电视剧《和空姐一起的日子》，饰演程晓赫一角； 6月，参演的爱情公寓网络版《爱情公寓外传》在在各大视频网站播出。

2011年1月，主演都市爱情喜剧《爱情公寓2》；3月1日，凭借《爱情公寓》，与同剧组演员共同荣获优酷影视指数盛典开年最给力组合奖；9月，在都市偶像剧《爱情睡醒了》中客串出演电台主持人曾小贤。

2012年4月，主演家庭励志剧《老爸的爱情》，在剧中转型饰演“富二代”冷雷雷，与张佳宁饰演的残疾女盛晓莉上演了一段肝肠寸断的虐恋 ；7月，主演都市爱情喜剧《爱情公寓3》。

2013年1月，再度和娄艺潇合作出演都市爱情电视剧《爱情自有天意》，在剧中分别饰演青年唐冠中和唐冠中之子唐力，演绎跨越年代的感情纠葛 ；2月，陈赫亮相湖南卫视元宵晚会，搭档谢娜、孙坚表演小品《情感大师》，在小品中饰演了一位“妻管严”老公；5月5日，陈赫在微博上宣布签约华谊兄弟，正式成为“谊”家人，圈中好友纷纷送上祝福；7月，在宁财神编剧的古装职场喜剧《龙门镖局》中客串出演房产中介伊季高；12月，主演都市情感轻喜剧《我的前妻住对门》，饰演“新时代好男人”潘向东。

2014年1月，主演都市爱情喜剧《爱情公寓4》，该剧在首播后打破国产电视剧网络播放纪录；同年，主演都市时尚爱情喜剧《爱情回来了》，剧中的陈赫一改观众对曾小贤屌丝的印象，饰演了一位人见人爱的“点心男”高见；8月底，加盟大型户外竞技真人秀节目《奔跑吧兄弟》 ，并主演电影版；11月，在青春医疗职业剧《青年医生》中，客串出演精神病患者张军；12月5日，参演的青春爱情电影《匆匆那年》上映，在电影中陈赫饰演校篮球队队长苏凯；12月25日，由陈赫与Angelababy主演，顾长卫执导的爱情喜剧电影《微爱之渐入佳境》全国上映，票房突破2亿元。

2015年1月28日，古装探案喜剧《医馆笑传》登陆安徽卫视、陕西卫视，陈赫饰演智慧幽默的医馆学徒朱一品；1月31日，都市婚恋轻喜剧《月供》在江西卫视、广东卫视播出，在剧中，陈赫打破了一直以来的搞笑幽默形象，饰演了一位腹黑痴情的“霸道总裁”何少勇。7月月底，主演并监制都市励志偶像剧《明星兄弟》，饰演“谐星”毕虎；8月6日，由姚星彤与陈赫主演，侯亮编剧并执导的爱情喜剧电影《一路向前》全国上映；10月21日，都市亲子电视剧《三个奶爸》登陆浙江卫视、深圳卫视，陈赫饰演“博爱奶爸”张一男；同月，参演由中法韩三国制作团队打造的国产动作喜剧电影《超级快递》；12月31日，参演的喜剧动作电影《唐人街探案》全国公映，陈赫饰演“唐人街警探”黄兰登。

2016年1月1日，暖冬贺岁电影《一切都好》上映，陈赫在电影中饰演“小儿子”管好；3月5日，主演潮喜剧《极品家丁》，在剧中陈赫饰演“极品家丁”林三；11月，与谢娜搭档担任谈话类节目《拜托了衣橱》主持人；12月2日，《超级快递》上映，陈赫饰演的快递员马力；12月24日，与李念、李立群合作出演由安建执导的都市爱情喜剧《新世界》开机，在剧中饰演刘海风。

2017年1月22日，参与录制湖南卫视生活服务纪实节目《向往的生活第一季》第2、3期；4月14日，参与录制浙江卫视大型明星户外竞技真人秀《奔跑吧第一季》担任常驻嘉宾；5月23日晚，陈赫参演的国内首档二次元达人秀节目腾讯视频《我爱二次元》上线；6月，与葛优、岳云鹏、杜淳、蔡卓妍、包贝尔、小沈阳等合作出演喜剧片《断片之险途夺宝》；8月，出演科幻爱情喜剧《欢喜猎人》；8月11日，参与录制SMG互联网节目中心出品的全新大型网络家装设计真人秀《就匠变新家》；11月5日，搭档王子文主演的超级网剧《动物管理局》开机，他在剧中饰演性格怂萌，却又精于人情世故的“兽医”郝运；12月15日，参与录制腾讯视频实景真人对抗赛真人秀节目《王者出击》。

2018年4月13日，参与录制浙江卫视大型明星户外竞技真人秀《奔跑吧第二季》；5月19日，作为上戏04级“人气班”成员参与录制东方卫视体验型励志综艺节目《青春同学会》；5月27日，参与录制浙江卫视明星美食情感类真人秀《熟悉的味道第三季》第2期；6月23日，搭档岳云鹏担任优酷视频年轻态喜剧综合秀《周六夜现场》首席卡司；8月10日，主演的爱情喜剧电影《爱情公寓》全国公映；8月10日，加盟芒果TV原创新生主持团成长奋斗综艺节目《哥哥别闹啦》；10月12日，参与录制芒果TV实景真人对抗综艺节目《勇敢的世界》；10月27日，参与录制芒果TV美食探寻节目《野生厨房》。

2019年4月，与娄艺潇、李佳航、孙艺洲、李金铭等合作出演的都市爱情剧《爱情公寓5》开拍；5月，搭档黄轩、杨采钰、李溪芮主演反特动作电视剧《瞄准》，在剧中饰演冷血杀手池铁城。9月20日，参与原创青春燃动竞技秀节目《头号大玩家》。