1977年，陈百强因家事返回香港；之后，参加“香港山叶电子琴”比赛，并获得冠军；同年，凭借个人创作的英文歌曲《The Rocky Road》获得“香港流行歌曲创作邀请赛”季军，并被无线电视签约为歌手。1978年，他作了英文歌《The Sunrise》，并再次获得“香港流行歌曲创作邀请赛”季军。

1979年，正式加盟百代唱片公司，从而开始其歌唱生涯；同年，推出首张个人专辑《First Love》，该专辑收录了陈百强创作的多首歌曲，其中歌曲《眼泪为你流》获得十大中文金曲奖，该曲也奠定了他在香港流行乐坛的地位。

1980年，推出第二张个人专辑《不再流泪》，收录了由他作曲的《不再流泪》、《昨夜梦见你》；之后，推出转投华纳唱片公司后的首张专辑出《几分钟的约会》，该专辑在香港金唱片颁奖典礼中获得白金唱片奖；11月17日，于香港大会堂音乐厅举行“陈百强演唱会”，这也是其个人举办的首场演唱会；12月，发行第三张专辑《喝采》，该专辑的销量达到白金；同年，在青春校园题材的电影《喝采》中担任主角，影片的同名主题曲由陈百强作曲。

1981年，获颁黄大仙区模范青年奖，其后与翁静晶、庄静而、毛舜筠共同主演无线青春剧《突破》；6月，推出粤语专辑《太阳花》，收录了其个人作曲的《沙滩中的脚印》、《校门外》等歌曲；8月26日，主演的剧情片《失业生》在中国香港上映，他在片中饰演性格内敛的孔家宝；同年，在香港大专会堂举行两场个人演唱会。

1982年6月，发行粤语专辑《倾诉》；该专辑发行后达到白金销量，专辑中的歌曲《今宵多珍重》不仅入选十大劲歌金曲季选第一季，还让他在十大劲歌颁奖礼中获得十大劲歌金曲奖以及AGB观众抽签调查最受欢迎奖；7月，于香港湾仔伊馆举行两场演唱会；10月，赴美国学习音乐，师从音乐老师MERGE；同年，推出专辑《突破精选》，其中由陈百强作曲的歌曲《涟漪》获得香港电台十大中文金曲奖。

1983年8月，发行粤语专辑《偏偏喜欢你》，该专辑发行后达到白金销量，其中由他个人作曲的歌曲《偏偏喜欢你》在香港歌坛受到关注，成为十大劲歌金曲第四季季选歌曲并获得香港电台十大中文金曲奖；同年，担任香港无线电视台节目《自成一格》的主持人；9月，在香港红磡体育馆举行两场个人演唱会。

1984年，陈百强尝试改变路线，在推出的粤语专辑《百强84》中加入了霹雳舞风格的歌曲《创世纪》以及带有舞蹈元素的歌曲《粉红色的一生》，专辑中的禁毒主题曲《摘星》获得了十大中文金曲奖；同年，他在日本与民歌歌手Crystal Gayle共同推出英语专辑《Tell Me What Can I Do》；同年，参加东京国际歌谣祭，夺得“最有魅力歌手”奖；年末，陈百强与麦嘉、张国荣合作主演的剧情片《圣诞快乐》上映。

1985年，推出专辑《深爱着你》，并担任该专辑的监制；专辑收录了其个人作曲的歌曲《盼望的缘份》、《恋爱预告》，专辑同名歌《深爱着你》入选十大劲歌金曲季选第二季；1月，在香港红磡体育馆举办3场陈百强’85演唱会，并在演唱会中模仿黑人歌手Prince的表演方式；同年，发行专辑《85陈百强精选》，其中歌曲《等》入选十大劲歌金曲第一季季选；6月，赴大西洋城、多伦多、温哥华等地举办美加巡回演唱会，其后签约德宝电影公司成为合约演员，并客串演出电影《八喜临门》。

1986年，加盟DMI唱片公司，并邀请陈家瑛出任经理人；同年，推出粤语专辑《凝望》，他不仅担任唱片的监制，更参与封套的意念设计；专辑里的歌曲《至爱》入选十大劲歌金曲季选第三季，由陈百强作曲的专辑同名歌获得香港电台十大中文金曲；其后发行粤语专辑《当我想起你》，专辑中的歌曲《偶像》入选十大劲歌金曲季选第二季；9月，与周润发共同主演爱情电影《秋天的童话》，该片获得第24届台湾电影金马奖最佳剧情片提名、第7届香港电影金像奖最佳影片奖；12月6日至7日，于香港红磡体育馆举行两场“陈百强86前进演唱会”。

1987年8月，发行粤语专辑《梦里人》，其中歌曲《错爱》是无线同名电视剧的主题曲，主打歌《我的故事》成为十大劲歌金曲第四季季选歌曲并获得十大中文金曲；同年，发行专辑《痴心眼内藏》，同名主打歌入选十大劲歌金曲季选第一季；9月4日，获得香港“十大杰出衣着人士”奖；9月5至6日，在澳门综艺馆举行两场“陈百强继续前进演唱会”；10月，在新加坡举行三场个人演唱会。

1988年，推出粤语专辑《烟雨凄迷》，专辑同名歌曲获得十大中文金曲奖以及十大劲歌金曲奖；其后在金奖唱片颁奖典礼上，他有3张唱片获颁白金唱片奖；4月1至4日，在香港红磡体育馆举行4场“陈百强88存真演唱会”；之后在广州天河体育馆举行5场演唱会，在台山体育馆举办4场演唱会；6月，发行专辑《无声胜有声》，该专辑的销量达到五白金；其后推出专辑《冬暖》；7月，赴日本参加长崎亚洲音乐节；9月17日至10月2日，担任汉城奥运会开幕礼表演嘉宾；12月，赴美国大西洋城登台演出；同年，在叱咤乐坛流行榜颁奖礼上，获得叱咤乐坛男歌手铜奖。

1989年，再度签约华纳唱片公司；7月，发行粤语专辑《一生何求》，专辑同名歌曲《一生何求》是时装剧《义不容情》的主题曲，并获得十大中文金曲以及无线十大劲歌金曲奖；6月，参加东京音乐节，以歌曲《偏偏喜欢你》夺得TBS奖；8月，于澳洲雪梨会议中心举行两场“感情到老十周年演唱会”；9月29日至10月8日，在香港红磡体育馆举行6场陈百强十周年纪念演唱会；同年，在叱咤乐坛流行榜颁奖礼中蝉联叱咤乐坛男歌手铜奖。

1990年，推出个人专辑《陈百强等待您》，收录了《试问谁没错》、《关闭心灵》等中慢板情歌；同年，担任亚洲小姐总决赛评判。1991年，发行专辑《只因爱你》，并当选为广州“十大最受欢迎歌手”；3月，举行3场“陈百强紫色个体演唱会”；12月28日至12月29日，在佛山体育馆举行两场演唱会，并产生退出乐坛的想法。

1992年1月30日至2月1日，举行三场“告别上海演唱会”，并宣布于年底告别乐坛；同年，推出单曲《离不开》、《亲爱的您》；5月18日，陈百强以酒送服安眠药后昏迷，其后被送往玛丽医院救治。1993年10月25日，因为逐渐性脑衰竭而去世，终年35岁；遗体下葬在将军澳华人永远坟场。