2007年6月拍摄偶像剧《换换爱》。2008年2月拍摄《这里发现爱》，饰演潘能贤。9月参演《不良笑花》。

2009年拍摄电影《听说》，并提名第46届台湾金马奖“最佳新人”和第12届台北电影节“最佳女演员”。

2010年7月参演《醉红尘》，8月参演《那些年，我们一起追的女孩》，并凭借此片获得台湾电影金马奖、亚洲电影大奖的“最佳女主角”提名。11月出演《初恋风暴》。12月参演电视剧《镜海风云》，饰演“倪静雅”。

2011年9月拍摄电视剧《记得，我们有约》。2012年2月拍摄《爱的面包魂》。

2013年2月出演《在一起》，同年6月21日拍摄了动作喜剧电影《不二神探》。年底参演由于正导演的《神雕侠侣》，担任女主角小龙女。

2014年出演电视剧《秦时明月》，饰演端木蓉；12月，主演的电视剧《神雕侠侣》在湖南卫视播出。

2015年参演的电影《年少轻狂》于4月30日上映并登陆全国各大院线。

2015年8月9日在上海世博中心举行的第17届华鼎奖中国电视剧满意度颁奖盛典中，陈妍希获得中国古代电视剧最佳女演员。