2011年8月，出席华策影视“武侠新世界”启动仪式以及风尚权力榜颁奖典礼暨《风尚志》五周年庆典。

2012年3月，代表《正者无敌》剧组出席第二届乐视影视盛典。7月，在谍战剧《强者风范》中饰演反派国民党特务“猴子”，与陈宝国饰演的地下党处处作对。9月，在抗战剧《正者无敌》中以冯天魁侄子的身份出现，饰演充满“侠气”的国民党军官郑冲，内心饱含民族复兴的责任感和使命感，是一个集正气于一身的英雄人物。陈奕丞与父亲陈宝国、母亲赵奎娥在剧中饰演一家三口。

2013年8月，与陈宝国共同主演军事悬疑剧《义者无敌》，饰演主人公北洋军阀元老的次子邱三奇，陈宝国将“无敌”系列男一号第一次让出，自己则出演剧集的另一位核心人物——邱三奇的父亲邱福林，再次上阵的“父子兵”。

2014年5月，在央视抗战大戏《雪鹰》中饰演“雪鹰”支队队员谢欢。10月，出演的由许鞍华执导，汤唯、冯绍峰、黄轩主演的年代电影《黄金时代》全国公映，陈奕丞在片中饰演充满知性气息的文艺男青年金剑啸。12月，在讲述新中国60年农民奋斗历程的电视剧《老农民》中饰演男主角牛大胆的儿子狗儿，与父亲陈宝国再度合作。

2015年，陈奕丞担纲古装剧《龙汇镖局》男一号，出演风流倜傥的太子赵元佐，陈宝国也在剧中为儿子甘当绿叶。2016年，在年代剧《布衣天下》中饰演李子木。

2017年，与陈宝国、冯远征共同出演年代传奇剧《老中医》，饰演带着母亲闯荡江湖的“小铃医”高小朴。2018年，陈奕丞担纲主演的军事题材电视剧《突击再突击》在央视八套首播，。饰演出生于军人家庭的特战队队员梁永军。同年，在古装剧《山河月明》中饰演建文帝朱允炆。

2020年11月，主演的由高希希执导的献礼剧《大决战》开机。

2021年4月7日，主演的电影《战疫时期的爱情》在腾讯视频独家播出；5月25日，出演的重大革命历史题材剧《光荣与梦想》在北京卫视、东方卫视及腾讯视频、爱奇艺、优酷同步播出。