1、2013年2月底接拍古裝武俠劇《少年四大名捕》；7月，正式將內地電視劇約簽入阿諾工作室旗下，同時接拍《古劍奇譚》。
2、2015年2月4日，民國偶像劇《活色生香》開播全國網收視率達3.43，打破近十年電視劇開播的首播紀錄，首日網絡播放量10731萬次，兩集破億，刷新內地電視劇網絡播出首日的網絡播放量記錄，陳偉霆飾演安逸塵，這是其首次出演民國戲；3月17日，古裝武俠劇《少年四大名捕》登陸湖南衛視，陳偉霆飾演重情重義口花心不花的追命，這是其在內地拍攝的第一部古裝打戲；9月22日，陳偉霆主演的古裝仙俠劇《蜀山戰紀之劍俠傳奇》在愛奇藝首播，他在劇中飾演天賦異秉的男主角丁隱/丁大力/血魔。
3、2016年2月24日都市愛情劇《因為愛情有幸福》播出，陳偉霆飾演善良極富正義感、思想獨立西化的大學講師蘇凱文》；4月6日，都市愛情劇《緣來幸福》在騰訊VIP首播，陳偉霆飾演何瀚，該劇於6月23日在深圳衛視上星播出；7月4日，其主演的民國懸疑劇《老九門》在東方衛視周播劇場播出，陳偉霆飾演有膽有識的張啟山，並為該劇配唱主題曲《我門》。
4、2017年7月13日，其主演的古裝奇幻權謀劇《醉玲瓏》播出，他在劇中飾演心思深沉、隱忍自負的西魏皇子元凌。
5、2018年3月25日，其主演的都市情感劇《南方有喬木》在播出，陳偉霆在劇中飾演雅痞酒吧老板時樾；9月17日，其主演的都市刑偵劇《橙紅年代》播出，他在劇中飾演激燃勵志的熱血青年劉子光。
6、2020年5月，拍攝古裝電視劇《斛珠夫人》。
