2009年，在大学期间出演第一部戏“中国版人鱼小姐”《姐妹新娘》，并在其中扮演坦率大胆的马琳。
2010年，在刘震云同名小说改编的电视剧《我叫刘跃进》中，饰演性格泼辣的女一号马曼丽。7月份与张超、孔琳参演《新世间路》中善良叛逆的沈佳妮。与闫妮、殷桃、刘敏、娄明、陈维涵等参加虎年春晚演出小品《我心飞翔》。
2011年，参演新版《水浒传》饰演太夫人。8月，与刘思言参演空政喜剧《大学生士兵的故事》饰演王佳妮。
2012年，与刘思言参演空政少儿大戏《飞翔的花朵》饰演舞蹈家柳丝路。5月，客串空政喜剧《大学生士兵的故事2》饰演刘思言表姐王佳妮；6月，与周渝民共同参演商战爱情影片《早见晚爱》饰演Soda；12月，出演主旋律电影《警察日记》饰演女一号孟文娟，该影片曾入围多个国际A类电影节，并荣获“中国电影导演协会2014年度表彰大会年度影片”。
2013年7月，与高明、朱琳共同参演《遍地阳光》饰演林诗琪；10月，参演电影《猜拳》饰演婷婷。
2015年，由尚敬执导青春偶像剧《青春集结号》在湖南卫视播出，陈维涵在剧中扮演了一名知性女教官梁紫；后又在高亚麟执导的都市轻喜剧《饮食男女》中饰演米兰；随后，出演了由空政电视艺术中心出品，宋海波导演指导的军旅战争剧《绝密543》。
2016年9月，出演王啸坤执导的喜剧电影《有完没完》，饰演中二网红，与赵英俊联手怒怼薛之谦。
2017年2月，主演了大型年代抗战题材电视剧《决战1936》，并饰演女一号大户地主纪文轩的女儿纪晓蔓；9月，主演了当代公安题材文艺主旋律电影《片警宝音》，陈维涵饰演了汉族姑娘李红；11月，拍摄近代革命谍战题材电视剧《追风行动》，出演军统特别行动队队长凌霜。
