2009年8月，参演韦正执导的都市爱情喜剧《爱情公寓》，在剧中饰演电台主持人曾小贤。
2010年3月，参演爱情电视剧《和空姐一起的日子》，饰演程晓赫一角。
6月，参演的爱情公寓网络版《爱情公寓外传》在在各大视频网站播出。
2011年1月，主演都市爱情喜剧《爱情公寓2》。3月1日，凭借《爱情公寓》，与同剧组演员共同荣获优酷影视指数盛典开年最给力组合奖。9月，在都市偶像剧《爱情睡醒了》中客串出演电台主持人曾小贤。
2012年4月，主演家庭励志剧《老爸的爱情》，在剧中转型饰演“富二代”冷雷雷，与张佳宁饰演的残疾女盛晓莉上演了一段肝肠寸断的虐恋。7月，主演都市爱情喜剧《爱情公寓3》。
2013年1月，再度娄艺潇合作出演都市爱情电视剧《爱情自有天意》，在剧中分别饰演青年唐冠中和唐冠中之子唐力，演绎跨越年代的感情纠葛。2月，陈赫亮相湖南卫视元宵晚会，搭档谢娜、孙坚表演小品《情感大师》，在小品中饰演了一位“妻管严”老公。5月5日，陈赫在微博上宣布签约华谊兄弟，正式成为“谊”家人，圈中好友纷纷送上祝福。7月，在宁财神编剧的古装职场喜剧《龙门镖局》中客串出演房产中介伊季高。
12月，主演都市情感轻喜剧《我的前妻住对门》，饰演“新时代好男人”潘向东。
2014年1月，主演都市爱情喜剧《爱情公寓4》，该剧在首播后打破国产电视剧网络播放纪录。同年，主演都市时尚爱情喜剧《爱情回来了》，剧中的陈赫一改观众对曾小贤屌丝的印象，饰演了一位人见人爱的“点心男”高见。8月底，加盟大型户外竞技真人秀节目《奔跑吧兄弟》，并主演电影版。11月，在青春医疗职业剧《青年医生》中，客串出演精神病患者张军。12月5日，参演的青春爱情电影《匆匆那年》上映，在电影中陈赫饰演校篮球队队长苏凯。12月25日，由陈赫与Angelababy主演，顾长卫执导的爱情喜剧电影《微爱之渐入佳境》全国上映，票房突破2亿元。
2015年1月28日，古装探案喜剧《医馆笑传》登陆安徽卫视、陕西卫视，陈赫饰演智慧幽默的医馆学徒朱一品。1月31日，都市婚恋轻喜剧《月供》在江西卫视、广东卫视播出，在剧中，陈赫打破了一直以来的搞笑幽默形象，饰演了一位腹黑痴情的“霸道总裁”何少勇。5月，参演由陈思诚自编自导的喜剧动作电影《唐人街探案》。7月月底，主演并监制都市励志偶像剧《明星兄弟》，饰演“谐星”毕虎。8月6日，由姚星彤与陈赫主演，侯亮编剧并执导的爱情喜剧电影《一路向前》全国上映。10月21日，都市亲子电视剧《三个奶爸》登陆浙江卫视、深圳卫视，陈赫饰演“博爱奶爸”张一男。同月，参演由中法韩三国制作团队打造的国产动作喜剧电影《超级快递》。
