2000年開始拍攝電視劇，2006年開始專註電影，主演《集結號》飾演趙二鬥，獲得百花獎最佳男配角獎。2007年，主演《李米猜想》獲中國電影表演藝術學會獎；2009年，他在徐克執導的功夫片《帝的天堂帝國》中飾演裴東來，並獲得香港電影金像獎提名。2065 438+00-2065 438+03，陳嘉上主演的古裝電影《畫壁》《四大名貓》三部曲票房連續破億；2012主演陳可辛《中國合夥人》飾演孟曉軍口碑不錯；鄧超成立於2013，成立公司投資影視劇發展。2014執導並投資喜劇《分手大師》；10起，領銜主持中韓節目《跑男》第壹至第三季；他還主演了電影《燃燒的太陽》和電影《美人魚》。
2015飾演辛曉峰主演曹保平電影《燃燒的太陽》，獲得上海國際電影節“金爵獎”最佳男演員獎。2016主演喜劇《美人魚》，票房33.9億元。同年主演愛情片《從妳的全世界路過》票房813萬元，主演懸疑片《有心理罪的城市之光》和劇情片《乘風破浪》。2065438+2007年9月30日，《心理罪之城市之光》在中國大陸上映。16年9月憑借電影《烈日灼心》獲得31華語電影金雞獎最佳男主角。