2000年陈明昊踏上舞台，投身于中国话剧界19年。参演孟京辉导演的《两只狗的生活意见》、《关于爱情归宿的最新观念》、《琥珀》、《临川四梦》、《茶馆》，田沁鑫导演的《四世同堂》、《明朝那些事》，赖声川导演的《暗恋桃花源》，林兆华导演的《建筑大师》，王晓鹰导演的《红色》、《第十七棵黑杨》，杨婷导演的《开膛手杰克》等近30部作品。作为导演创作了《蚂蚁没问题》、《巴巴妈妈》、《第二次别离》、《公牛》、《大鸡》、《卡拉OK猪》6部先锋戏剧作品。并出演了《像鸡毛一样飞》、《魔幻手机》、《宝莲灯前传》、《嘿，老头！》、《沙海》等影视作品。

2000年，他进入青年艺术剧院赴新疆演出《第十七棵黑杨》，同年与孟京辉戏剧工作室开始合作排演《臭虫》、《关于爱情归宿的最新观念》、《迷宫》、《魔山》、《艳遇》等作品。

2005年，排演的话剧《琥珀》赴香港艺术节、新加坡艺术节演出。

2006年，考入北大并参演林兆华老师的《建筑大师》。

2007年，创作小剧场话剧《两只狗的生活意见》至今已在全国各地演出600场，荣获当年《南方周末》评选的中国文化原创榜最佳原创戏剧奖，第二年获上海“时尚奥斯卡”时尚人物奖。

2008年，与田沁鑫工作室合作的《明朝那些事儿》作为“永远的莎士比亚”戏剧节的闭幕演出。

2009年4月23日，莎士比亚诞辰405年赴英国莎士比亚故乡演出《哈姆雷特》。

2011年与田沁鑫导演合作戏剧《四世同堂》，是中国戏剧史上的经典之作，依托老舍先生的经典文本，与中国最优秀的表演艺术家同台切磋，陈明昊饰演忧国忧民的钱默吟。

2012年与赖声川导演合作的戏剧《暗恋桃花源》，饰演核心角色——老陶。巡演多年好评如潮，成为中国近年来最受观众欢迎和上演次数最多的舞台剧。

2013年陈明昊导演的戏剧作品《巴巴妈妈》获首届乌镇国际戏剧节最佳戏剧作品奖“小镇奖”。 同年主演的微电影《老男人历险记》获第十五届上海国际电影节微电影最佳演员奖。

2018年参加湖南卫视《声临其境》，同年出演网剧《沙海》、《盗墓笔记重启之极海听雷》，饰演王胖子。

2019年9月26日，主演的《六欲天》宣布定档11月1日内地上映，定档预告及海报同时发布。