1996年，客串出演古装历史戏说剧《乞丐皇帝传奇》。同年参演古装动作喜剧《真命小和尚》。

1997年，与张雅琳、保剑锋共同主演青春偶像剧《真空爱情记录》，在剧中饰演成绩优秀但家庭并不富裕的楚峥言。1998年，出演爱情时装剧《侬心太软》。

1999年，在刘小锋、曹颖主演的都市情感剧《我想嫁给你》中饰演蓝天柏；10月4日，参演的时装偶像剧《真情告白》播出；之后，与李若彤、胡兵共同主演偶像时尚剧《缘来一家人》，在剧中饰演男主角徐晖的亲弟弟徐明。

2000年，在王秋雨执导的励志爱情剧《星梦恋人》中饰演流浪歌手赵大刚；同年，被某权威杂志选为"新世纪内地10大红人”。

2001年，与李立群、关咏荷联合主演家庭情感剧《幸福家庭》，在剧中饰演小儿子吕晓阳；5月，主演蒋家骏执导的家庭喜剧《老爸向前冲》；6月，在古龙武侠剧《三少爷的剑》中饰演慕容秋荻和谢晓峰的儿子丁小弟；10月，在浙江横店开拍的清装动作喜剧《少年黄飞鸿》中饰演纳兰康；12月，在剧情电影《大汉口》中饰演青年少帮主顾颐。

2002年2月，在都市言情剧《一家之主》中饰演富豪之子李小炳；9月，主演的古装喜剧《草民县令》播出。12月，与张智霖、朱茵主演古装武侠剧《如来神掌》，并演唱该剧片尾曲《真龙天子》，凭借在剧中扮演“天残脚”欧敬豪而入围台湾第39届“金钟奖”最佳男配角提名，成为首个入围该奖项的内地男艺人。

2003年，在刘涛、保剑锋主演的古装历史剧《永乐英雄儿女》中饰演皇太孙朱瞻基。

2004年3月26日，与陶虹、佟大为主演青春励志剧《出水芙蓉》在央视八套播出，在剧中饰演上海体院花样游泳队教练耿平；10月，在警匪言情剧《咫尺天涯》中饰演市药监局的稽察队长杜天荒。

2005年2月，在保剑锋、严宽主演的青春偶像剧《起跑天堂》中饰演短跑明星萧进；12月，领衔主演尤小刚执导的年代动作剧《情断上海滩》，在剧中饰演挺拔俊朗、身手了得的沈烈之。

2006年2月，与郭羡妮、何家劲主演古装武侠剧《游剑江湖》，在剧中饰演昔日镇远镖局总镖头孟浩维的遗腹子孟元超；4月1日，与归亚蕾联袂主演的家庭伦理剧《中国母亲》在齐鲁电视台首播，在剧中饰演性格叛逆、自尊心极强的农家子弟黄卓；8月，在郭晋安、张庭主演的古装神话剧《夜光神杯》中饰演猎户国骁勇善战的首领铁木；10月5日，推出首张个人音乐专辑《冲刺》。

2006年8月，在李倩、苏有朋主演的民国悬疑推理剧《将计就计》中饰演大盗叶天喻的徒弟龙翔天；6月，与胡歌、何润东主演古装历史剧《少年杨家将》，在剧中饰演杨五郎杨延德；12月，领衔主演古装武侠剧《侠骨丹心》，在剧中饰演大侠金世遗的儿子金逐流。

2007年10月1日，参演的古装青春励志剧《再生缘之孟丽君传》在香港亚洲电视台首播，在剧中饰演亦正亦邪、天生叛逆的青年刘奎璧；同年，参演黄文利执导的探案悬疑剧《侦探成旭》。

2008年10月，与马伊琍、王姬共同主演的年代情感剧《美丽无声》，在剧中饰演新四军地下交通员梁守平；11月，在苏州开机拍摄的励志轻喜剧《女孩冲冲冲》中饰演李教官 。同年，领衔主演王金声执导的青春励志剧《丑女也疯狂》。

2009年4月，与苏有朋、韩雪主演谍战惊悚爱情剧《热爱》，在剧中饰演由地下党的外围变成特务许军；同年，与王亚楠、饶敏莉主演历史抗战剧《奇志》，在剧中饰演齐家不争气的大少爷齐云亭；同年，与奇道、卢思思共同主演反映改革开放的年代剧《那个年代》。

2010年1月4日，参演的民国情感剧《侬本多情》播出，在剧中饰演男主角白朗在警察局的朋友马贤良；同年，在陈乔恩、乔任梁主演神话喜剧《春光灿烂猪九妹》中饰演真的猛士。

2011年，参演鞠觉亮执导的古装历史剧《新水浒传》，在剧中饰演打虎英雄武松。

2012年7月，与贡米联袂主演的古装神话剧《仙女湖之墨仙》在四川电视台公共频道首播，在剧中饰演执掌巨子令墨者非乐，与天庭七公主相爱；9月21日，领衔主演的的历史题材电影《渡江！渡江！》上映，在片中饰演性格直率、脾气火爆的“济南第一团”大功连连长刘震山。

2013年，领衔主演古装动作剧《新燕子李三》，饰演燕子门硬功与武功第一的李云飞；同年，参演鞠觉亮、邹集城联合执导的年代传奇剧《十月围城》，饰演戏班成员花青。

2014年12月，主演反映策略抗战的电视剧《独立纵队2》。

2015年5月5日，主演的古装神话剧《聊斋新编》在浙江卫视播出；

2016年1月5日，陈龙领衔主演并担纲总策划和出品人的原创悬疑话剧《藏骨人》在上海大剧院上演；9月，参演都市女性励志剧《欢乐颂2》，在剧中饰演樊胜美的追求者陈家康 。

2017年2月，陈龙作为话剧投资人、APP创始人，接受央视财经频道《跨界见真章》独家采访；4月，主演的反腐剧《纪委书记》杀青，饰演刚正不阿的“反腐精英”周强；4月，主演张汉杰执导的近代传奇剧《桃花依旧笑春风》，在剧中饰演从文质彬彬的留学海归到身手矫健的冷酷杀手，从肝胆侠义的志士到饱含温情的爱人。

2018年4月，参演由彭学军执导的电视剧《金牌投资人》，饰演袁瑞朗；9月15日，主演的电视剧《追捕者》播出。10月17日，主演的电影《紧箍咒之不法山》在横店开机。