2005年，年仅17岁的陈奕龙参加湖南经视选秀娱乐节目《明星学院》的比赛，获得全国总决赛亚军，从而正式进入演艺圈。

2007年，参加东方卫视选秀娱乐节目《加油！好男儿》的比赛，获得杭州赛区冠军、全国总决赛第11名；同年，陈奕龙还与卢洁云共同出镜曾一鸣《七月》MV。

2008年，出演张玉中执导的革命战争电影《烽火木兰山》，在片中饰演出身贫苦家庭、后投身革命事业的刘豌豆，这是他的首部电影作品。

2010年，与吕良伟、韦力、蒋婧合作主演近代军事题材电影《澳门1949》，在剧中饰演赵东来。

2011年，与王翰涛、江若琳合作主演都市情感剧《星光都市第一季》，在剧中饰演软件工作室创始人陈鹏飞 。

2012年，出演王翰涛、江若琳、安雅主演的都市情感剧《星光都市第二季》，在剧中饰演软件工作室创始人陈鹏飞。

2013年，与周庭伊、张若昀合作主演都市时尚爱情剧《恋歌》，在剧中饰演男二号简尚；同年，出演张若昀、高洋、毛晓彤、吴承轩主演的战争剧《雪豹坚强岁月》，在剧中饰演周卫国的军校同学方胜利；同年，陈奕龙还在李平执导的电影《里耶睡美人》中担纲男一号土家族青年田蛮蛮。

2014年，与苗苗、徐箭、罗昱焜合作主演现代军旅剧《鹰舞剑锋》，在剧中饰演身为苍鹰团飞行员的男主角罗航。

2016年，与权相佑、黎一萱、李泰合作出演根据千寻千寻的小说《北海恋人》改编的都市情感剧《亲爱的！好久不见》；同年，与周冬雨、张一山、魏健隆合作主演都市情感剧《春风十里，不如你》，在剧中饰演秋水的同学、医科大学生小白。

2017年，与杨旭文、张俪、陈龙、袁成杰联袂主演商战剧《金牌投资人》；11月7日，陈奕龙参加以“新时代之梦”为主题的第五届亚洲微电影艺术节“金海棠奖”颁奖典礼，并凭借《洪荒少年力》获得“观众最喜爱演员奖”；同年，与迪丽热巴，邓伦合作出演都市剧《一千零一夜》。

2019年9月26日，与金世佳、啜妮合作主演的密室探案网剧《上锁的房间》首播。