2007年，陈庭妮参加了台湾凯渥模特公司举办的梦幻之星选拔大赛，并最终脱颖而出获得了比赛的冠军，她也因此正式出道。而此后一段时间陈庭妮主要担任模特工作。

2008年，陈庭妮出演了个人的首部影视作品，她与郭品超、洪卓立、洪子涵联袂主演了浪漫偶像剧《王子看见二公主》，并在剧中饰演了缺乏自信的女主角赵克柔。

2009年，陈庭妮出演了个人的首部内地电视剧，她与明道、李易峰、牛萌萌共同主演的安徽卫视自制偶像剧幸福三部曲的第一部《幸福一定强》，而陈庭妮则在剧饰演了乐天派女孩潘晓诺；同年，陈庭妮还与汪东城、王心凌、辰亦儒合作出演了根据日本漫画改编的偶像喜剧《桃花小妹》，而陈庭妮在剧中饰演了靓丽干练的电视台女主播张凯莉。

2010年，陈庭妮与王传一搭档主演了运动偶像剧《再见全垒打》，剧中陈庭妮饰演了女主角赵中慈；同年，陈庭妮还在与高以翔、蓝均天、宋纪妍共同主演的青春爱情剧《我的排队情人》中饰演了清新甜美又有些男孩气的女主角辛海静 ；此外，陈庭妮还参演了由贺军翔、张钧甯主演的幸福三部曲第二部《幸福最晴天》，陈庭妮在剧中客串出演了第一部的女主角潘晓诺。

2011年，陈庭妮先是与宥胜、谢坤达、郭雪芙联袂主演了三立电视台真爱三部曲的第一部《真爱找麻烦》，剧中陈庭妮饰演了倔强豪爽且有侠女气质的女主角宋奕婕，而她也凭借此剧首次获得了台湾华剧大赏最佳女演员；之后，陈庭妮又与熊黛林、吴建豪、陈晓东共同出演了浪漫爱情剧《拜金女王》；同年，陈庭妮还参演了由蓝正龙、杨谨华主演的幸福三部曲最后一部《幸福三颗星》，陈庭妮在剧中则继续客串出演第一部的女主角潘晓诺；此外，陈庭妮还与李康宜、蔡颐榛、张书豪联袂出演了网络短剧《清蜜星体验》。

2012年，陈庭妮与胡宇威、窦智孔、李维维共同主演了真爱三部曲的第二部《真爱趁现在》，并在剧中饰演了坚强独立的女主角杨奕茹。

2013年，陈庭妮与胡宇威、李运庆、陶妍霖联袂主演了真爱三部曲的最后一部《真爱黑白配》，剧中陈庭妮饰演了爽朗直率的女主角梁小舒并再一次获得台湾华语大赏最佳女演员；同年，陈庭妮还与陈柏霖、柯震东合作主演了爱情微电影《这一刻，爱吧》，陈庭妮则在片中饰演了女主角任心宜。

2014年，陈庭妮与黄河、谢佳见、雷瑟琳联袂主演了职场偶像剧《俏摩女抢头婚》，并在剧中饰演了自信独立但又缺乏耐心的辣妈小姐元菲。

2015年，陈庭妮完成了个人的大银幕处女作，她与许玮甯、王柏杰合作主演了都市悬疑爱情片《失控谎言》，并在片中饰演了探寻案件真相的美丽记者美玉，而陈庭妮也凭借该片获得了第53届台湾电影金马奖最佳新演员提名；同年，她还与邱泽搭档主演了音乐爱情单元剧《滚石爱情故事》之《最后一次温柔》；此外，陈庭妮还客串出演了都市爱情剧《舞吧舞吧在一起》。

2016年，陈庭妮与苗圃、昆凌、王鸥合作出演了民国谍战爱情片《温柔的子弹》 ，而这也是其首部内地电影作品；同年，陈庭妮还领衔主演了奇幻浪漫穿越剧《聂小倩》。

2017年4月，陈庭妮主演了都市剧情片《告别》上映；10月6日，她与王阳明搭档主演的现代犯罪嫌疑片《盗命师》上映。

2018年4月，陈庭妮主演的现代悬疑惊悚片《无知》上映 ；8月，她友情出演的都市爱情剧《爱情进化论》上星播出；11月16日，陈庭妮与刘以豪搭档主演的现代都市偶像剧《种菜女神》首播，其在剧中饰演了擅长农事，个性强悍的农家女的田礼耘；11月30日，她与刘以豪、陈意涵合作出演的现代爱情片《比悲伤更悲伤的故事》于台湾上映。

2019年7月，陈庭妮与古力娜扎、杨烁、徐正溪等人合作出演的都市时尚悬疑剧《归还世界给你》上线播出。