2006年,陈妍希参与演出个人首部电视剧作品《换换爱》而进入演艺圈,并在剧中扮演义气又直爽的江小南。
2007年,陈妍希主演爱情偶像剧《这里发现爱》,并在剧中扮演乐观开朗、可爱又有点傻气的潘能贤;同一年,陈妍希和杨丞琳、潘玮柏合作参与演出爱情偶像剧《不良笑花》,陈妍希在剧中扮演敢爱敢恨、高傲自负的千金大小姐江蜜。
2008年,陈妍希参与演出了首部内地合拍剧《醉红尘》 ,在剧中扮演出身贫苦、个性刚强的雷锦仪。
2009年,陈妍希参与演出了电影处女作《听说》,在片中扮演在游泳方面极有天赋的运动员小朋;并凭借该片提名第46届台湾电影金马奖最佳新演员、第12届台北电影节最佳女演员。
2010年,陈妍希主演爱情片《初恋风暴》;同一年,陈妍希与柯震东合作参与演出了根据小说改编的青春爱情片《那些年,我们一起追的女孩》,并在片中扮演清纯可爱的女主角沈佳宜 ;12月份,参陈妍希演年代传奇剧《镜海风云》。
2011年8月19日,陈妍希主演的青春爱情片《那些年,我们一起追的女孩。》在中国台湾上映,取得4.1亿新台币的票房,打破台湾电影票房纪录。此外,陈妍希还在片中献唱了个人创作的片尾曲《孩子气》;10月20日,该片在香港上映,取得6128万港币的票房成绩;同一年,陈妍希主演台湾偶像剧《记得,我们有约》,在剧中扮演个性活泼、自立自强的江沐云。
2012年1月6日,陈妍希主演的青春爱情片《那些年,我们一起追的女孩》登陆中国内地上映,而陈妍希则凭此片提名第48届台湾电影金马奖最佳女主角,并凭该片获得全球华语榜中榜最佳电影女演员、纽约亚洲电影节新人奖以及第12届华语电影传媒大奖最受瞩目表现奖;2月3日,陈妍希主演的爱情喜剧片《爱的面包魂》上映;同一年,陈妍希主演古装爱情片《花漾》。
2013年,陈妍希主演了浪漫爱情片《在一起》,在片中扮演清纯可人的乔乔;5月10日,陈妍希发行个人首张原创音乐专辑《Me,Myself,And I》,并凭该专辑获得第11届CCTV-MTV音乐盛典港澳台地区年度最受欢迎潜力歌手。而专辑则收录了《sorry》、《直觉》等在内的十首歌曲;同一年,陈妍希和李连杰联袂主演了动作喜剧片《不二神探》,并在片中扮演果断干练、临危不乱的警局女上司Angela;12月份,陈妍希主演由于正执导的古装武侠剧《神雕侠侣》,担任女主角小龙女一角。
2014年5月16日,陈妍希主演的动作片《城市游戏》上映,并在片中扮演游戏高手菲菲;12月3日,陈妍希搭档陈晓主演的古装武侠剧《神雕侠侣》首播,她在剧中扮演容貌倾国倾城的小龙女一角,并凭借该角色获得第17届华鼎奖中国古代题材电视剧最佳女演员。
2015年11月13日,陈妍希主演的青春爱情片《年少轻狂》上映,她在片中扮演乖巧可爱、性格腼腆的女主角邱樱子,并献唱个人创作的电影插曲《哗啦啦》;11月份,陈妍希主演的好莱坞电影《夏威夷之恋》入围第35届夏威夷国际电影节哈利库拉尼金兰花奖,并作为电影节开幕影片;11月29日,根据国产动漫改编的古装武侠剧《秦时明月》播出,陈妍希在剧中扮演医术高明但性格泼辣的墨家医仙端木蓉;并凭该角色提名第19届华鼎奖中国古装题材电视剧最佳女演员。
2016年2月14日,陈妍希主演的爱情片《奔爱》上映,并在片中扮演了美丽恬静的护士莉莉;4月29日,陈妍希主演的爱情悬疑片《夏威夷之恋》在美国上映,该片是陈妍希第一次全英文对白演出,她在片中扮演年轻的实习医生张莉莉,并凭该角色获得第32届洛杉矶亚太电影节剧情类最佳女主角;11月11日,陈妍希在上映的喜剧片《外公芳龄38》中扮演了精灵古怪的辣妈唐慧茹;12月11日,都市情感剧《北上广依然相信爱情》播出,陈妍希在剧中扮演认真单纯的职场菜鸟黄依然。
2018年3月16日,陈妍希主演的人物传记剧《邓丽君之我只在乎你》正式开机,剧中扮演女主角邓丽君。2019年4月4日,由娄烨执导的悬疑犯罪电影《风中有朵雨做的云》映,陈妍希在片中扮演风韵万千、为爱飞蛾扑火的歌女连阿云。她还与其他主演共同演唱了电影主题曲《一场游戏一场梦》;10月2日,和凤小岳、张书豪合作主演电影《跟你老婆去旅行》。
2021年1月份,陈妍希参加女性励志综艺节目《乘风破浪的姐姐第二季》、《姐姐解解压》。2月份,参加《姐姐的上班路》。
陈妍希人物评价
陈妍希拥有精致的五官、优美的线条,她眼神干净专注,透着一层水光的泪膜,从任何角度看过去都闪闪发亮(中国娱乐网评)。
陈妍希外型甜美优雅(腾讯网评),而且气质清新(时光网评)。她更凭靠清新脱俗、自然率真的形象以及甜美动人的歌声赢得观众的喜爱(新华网评),在参加节目时她认真负责的态度和敬业的表现也赢得了观众的称赞。
陈妍希是邻家女孩型的代表,她外表清纯斯文、笑容甜美,眼神灵动,尽显女人娇媚(网易网评)。