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》。