2008年4月，陈伟霆正式脱离组合Sun Boy'z;9月，推出首张个人大碟《Will Power》，获得2008年四个电子传媒和两个主要网站新人金奖;11月，陈伟霆第二次参加全国版《舞林大会》，担任第三场比赛的选手。
2009年1月，陈伟霆在东方卫视全国版《舞林大会》的舞台上用“卓别林式”赢得了上半场最高分48.9顺利晋级 ;7月，推出第二张个人专辑《战士》。2010年4月，推出第三张个人专辑《Do You Wanna Dance》;9月，陈伟霆出演电影《出轨的女人》。
2011年9月，陈伟霆在新都城中心出席颁奖礼，获得2011年“十大健康之星” 。2012年3月，陈伟霆在《扎职》中饰演哈佛大学生。
2013年陈伟霆开始在中国内地拍戏。2013年3月，在《少年四大名捕》中饰演四大名捕之一的追命;4月，录制湖南卫视《快乐大本营》;7月，正式签约内地电视剧大鳄——欢瑞世纪旗下阿诺工作室，开始接拍《古剑奇谭》中大师兄陵越一角;12月，凭借《救火英雄》中张文健一角荣获澳门国际电影节最佳男配角奖项。2014年，陈伟霆出演何澍培导演的《活色生香》。
2014年的夏天，一部《古剑奇谭》让陈伟霆火了，从曾经的名不见经传到如今的当红炸子鸡可以说就在一夜之间。而剧中陈伟霆与苏苏剪不断理还乱，戏外更是获封“国民大师兄”。
一部《古剑奇谭》的热播，让这位地道的港产小生一炮而红，化身“国民大师兄”风头无两，成为时下最火的“小鲜肉”。但其实，陈伟霆这枚小鲜肉本不那么“鲜”，11年前他以歌手身份被人认识，当时的他还没有六块腹肌人鱼线，有着些许婴儿肥，发型还颇具“洗剪吹”风格，自08年退出组合并在次年参演了《窃听》一个小角色之后，便开始了演员路上的酱油之旅。
唱而优则演的陈伟霆，在演戏上可以说是很努力很用心，但依旧不出名，没什么存在感，被人评“死都红不起来”，登内地娱乐版面还需靠“anglebaby前男友”“阿sa男友”这两个称呼。如今凭借《古剑奇谭》的热播，陈伟霆才真正抛弃这两个标签，初尝走红滋味。
