青涩出道
2001年，之前担任平面模特和助理的陈乔恩以搞怪、搞笑的表演风格在台湾三立电视台选拔新秀会中出奇制胜赢得冠军；并于9月23日正式出道娱乐圈；同年，陈乔恩还参演了个人的首部影视剧作品《薰衣草》。
2002年1月，陈乔恩化名“小红恩”，主持行脚类旅游节目《中国那么大》，并因此在台湾主持界崭露头角；同年11月，陈乔恩被吴宗宪点名合作主持台视综艺节目《综艺旗舰》。
2003年，陈乔恩因在工作选择上与经纪公司老板孙德荣产生分歧而被冷冻约半年；同年年尾，陈乔恩受三立都会台高层苏丽媚钦点，出演了三立爱情偶像剧《千金百分百》，并在剧中一人分饰了气质绝佳的庄飞扬和活力无限的梁小凤，这也是陈乔恩首次担当影视剧女主角，此剧在播出之后一举拿下了台湾偶像剧收视冠军，此后又在多个国家取得了不俗的收视成绩，陈乔恩也因此复出演艺圈。
渐入佳境
2004年，陈乔恩加入乔杰立唯一的女子团体七朵花并担任副团长，并在经过一年半训练筹备后正式进军乐坛，而陈乔恩的代表花则是黄色阳光花向日葵，与此同时，陈乔恩还与七朵花的其他成员和师兄5566搭档主持了《斗阵俱乐部之五六大胜利》等综艺节目 ；之后，陈乔恩随七朵花发行了同名团体音乐专辑，并在多个电视剧、舞台晚会、演唱会中献唱。
2005年，陈乔恩因在爱情偶像喜剧《王子变青蛙》中饰演了有些爱财却善良聪明的女主角叶天瑜，而成为台湾电视剧史上首位收视率突破百分之八的女主角，但陈乔恩并没有因在此剧中不俗表现而得到经纪公司的重用，甚至在海外的宣传活动也看不到陈乔恩的身影，这也导致陈乔恩的演艺事业沉寂一年；同年年末，受曾国城邀请，陈乔恩开始主持外景游戏节目《冒险奇兵》，并相继在亚洲各地取景，此节目在陈乔恩加入后也取得了不俗的收视成绩。2006年5月，陈乔恩主持的《冒险奇兵》收视率突破百分之一，其制作单位也在同年6月为陈乔恩和曾国城量身打造了另一档美食节目《型男大主厨》；此后，陈乔恩和曾国城这对主持父女档以幽默、独特的主持方式，使该节目的收视率接连破记录，并成为了台湾综艺节目中数一数二的美食节目，每期的录制时间也由30分钟延长至60分钟；之后，陈乔恩还随七朵花在印度尼西亚举办了首场团体演唱会；同年，陈乔恩还主演了台湾华视9点档都市剧《剪刀石头布》，并在剧中首次挑战了张扬火红的佛朗明哥舞。
2007年，陈乔恩接拍三立校园剧《樱野3加1》，并配唱了该剧的插曲《其实你懂我》和《野蛮女友》。
2008年，陈乔恩因在都市爱情剧《命中注定我爱你》中饰演温和朴素的便利贴女孩陈欣怡而成为台湾电视剧史上第一位收视率突破百分之十三的女主角，此剧也让美国《华尔街日报》开辟专栏进行了报道，海外版权也外卖到了另外15个国家和地区，陈乔恩个人也凭借此角色获得第43届台湾电视金钟奖戏剧节目女主角提名，台北影视节“偶像剧天后”，第四届华鼎奖都市类最佳女演员奖等多项荣誉，并在两岸三地赢得了颇高的人气与关注度；随后，陈乔恩离开《冒险奇兵》和《型男大主厨》主持群；同年，陈乔恩又连续客串出演了都市偶像剧《无敌珊宝妹》，内地德云社出品的年代喜剧《县长老叶》，以及都市爱情剧《守着阳光守着你》；10月，陈乔恩与阮经天作客湖南卫视《快乐大本营》，节目播出后则以收视率3.17、收视份额7.3%的成绩刷新了《快乐大本营》开播后的收视记录。
2009年4月，陈乔恩主演了偶像喜剧《福气又安康》，并在剧中饰演了草食女谢福安；11月，经琼瑶儿媳妇何琇琼的钦点，陈乔恩主演了根据同名网络小说改编的都市情感剧《佳期如梦》，并在剧中饰演了善良坚韧的女主角尤佳期，此剧也是陈乔恩进军内地的首部正式作品，并在湖南卫视播出；12月31日，在和经纪公司合约到期后，陈乔恩将演艺重心转向内地，同时七朵花也正式解散，成员各自单飞发展。
转战内地
2010年3月，陈乔恩受“春猪系列”导演范小天邀请主演了古装神话喜剧《春光灿烂猪九妹》；7月，陈乔恩出演了个人的首部大银幕作品，她与黄轩、董璇、曾志伟合作主演了由吴宇森监制的亚运献礼片《激浪青春》；11月，陈乔恩又与郭富城、周润发、甄子丹等艺人合作出演了取材自中国古典四大名著之一《西游记》的3D史诗神话片《大闹天宫》，这也是陈乔恩参演的第一部3D电影，而其饰演的铁扇公主也被做成蜡像于2013年进驻杜莎夫人蜡像馆香港分馆。
2011年4月，陈乔恩主演了古装传奇剧《王的女人》，其在剧中则饰演了与以往恶毒形象不尽相同的另类吕后，8月，她还出演了由黄真真执导的催泪言情片《倾城之泪》，陈乔恩在片中与窦骁搭档演绎其中的“第三滴泪-雨之泪”，而这也是陈乔恩首部公映的电影作品；9月，陈乔恩在阔别偶像剧领域两年之后回归，她在湖南卫视制作的都市时尚剧《胜女的代价》中饰演了御姐范十足的女主角林晓洁，该剧在播出后则刷新了湖南卫视当年黄金档电视剧收视纪录，与此同时陈乔恩还作词并献唱了该剧的片头曲《喜欢孤独》，这也是其阔别歌坛四年后的首度发声，而这首歌在以搜索量为指标的百度中文金曲榜中连续两周获得榜单冠军。
2012年1月，陈乔恩出演了现代都市迷情片《幸福迷途》；3月，陈乔恩主演了根据金庸同名小说改编的古装武侠剧《笑傲江湖》，并在剧中饰演了亦正亦邪又充满柔情的女版东方不败，这也是其首次挑战武侠角色，陈乔恩则打破了此前对她饰演此角色的诸多质疑，而被媒体誉为“最妩媚版东方不败”，并赢得了众多内地观众的喜爱与称赞，同时陈乔恩也取得了Vlinkage艺人新媒体指数单日第一平均指数9.2387、最高9.8000的优异成绩，并连续占据Vlinkage搜索榜榜首达47天 ；10月，陈乔恩开始主演根据香港作家张小娴同名小说改编的现代舞台剧《面包树上的女人》，并在剧中演绎了女主角陈韵一段从22岁到28岁的爱情经历，而该作品也是陈乔恩的舞台剧首秀。之后，此剧分别在上海人民大舞台和北京保利国际剧院演出二十场，并取得了优异的票房成绩，陈乔恩个人也因此获得了第4届现代戏剧谷壹戏剧大赏年度新锐女演员提名。
2013年9月，陈乔恩与苏有朋、林俊贤、洪晓熙等艺人合作出演了烧脑悬疑片《最佳嫌疑人》，并在片中饰演了一位真爱小三安琪儿；11月，陈乔恩又主演了根据念一小说《锦绣缘》改编的复古年代剧《锦绣缘华丽冒险》，并在剧中饰演了善良坚强却在乱世中孤独飘零的女主角荣锦绣，这也是陈乔恩首次尝试出演年代剧，而此剧在播出后则以平均收视率百分之1.994，市场份额百分之5.558的成绩取得全国同时段电视剧收视第一，其微博话题阅读量更是超过了10亿，而陈乔恩个人也成为了各大热搜榜的话题人物。
忙忙碌碌
2014年2月，陈乔恩出演了韩寒自编自导的公路喜剧片《后会无期》，并在片中饰演了踏实奋斗的邻家女孩周沫；3月，陈乔恩开始主演都市轻喜剧《嫁个老公过日子》，她在剧中饰演了嫁到传统北京四合院里的台北漂亮空姐陈佳玉，而这也是陈乔恩首次主演当代家庭剧；5月，陈乔恩与宋慧乔、邬君梅、杨佑宁、窦骁等艺人合作主演了伊能静的电影导演处女作《我是女王》；8月，她还与张翰搭档主演了青春时尚片《既然青春留不住》；10月，陈乔恩还主演了年代热血剧《偏偏喜欢你》，并在剧中饰演了帅气干练的民国军校女教官钱宝宝，此剧在播出后则获得了全国同时段电视剧收视冠军。
2015年，对于陈乔恩是非常忙碌的一年，她先是出演了叶念琛执导的现代剧情片《十月初五的月光》；3月，陈乔恩参加了湖南卫视吉星报喜元宵喜乐会，并在晚会上演唱了歌曲《梅兰梅兰我爱你》；随后，她又与李保田、孙艺洲、周秀娜联袂主演了现代文化剧情片《北京时间》；5月，陈乔恩主演的舞台剧《面包树上的女人》开始在上海和北京进行第二轮演出，她也凭借此剧获得了第4届丹尼奖话剧最佳女演员奖；8月9日，陈乔恩还凭借《锦绣缘华丽冒险》获得了第17届华鼎奖中国近代电视剧最佳女演员的殊荣；9月，陈乔恩与薇洛·西尔德斯、吴磊、钟丽缇联袂主演了3D魔幻片《奇迹：追逐彩虹》。
2016年，陈乔恩作为规定嘉宾参加了孝道互动真人秀节目《旋风孝子》，而她在节目中则与母亲共同生活了六天五夜，并通过一系列有趣的任务来表达对母亲的爱；6月，她参与了明星女神生活体验真人秀《我们来了》，并在节目中与其她几位嘉宾共同诠释了东方女性之美；9月8日，陈乔恩回归话剧《面包树上的女人》，并在上海美琪大剧院连演4场；12月，陈乔恩首担出品人，并与王凯搭档主演的都市时尚言情剧《放弃我，抓紧我》在湖南卫视播出，她在剧中饰演了为人热血又有点神经质的时尚女魔头厉薇薇，该剧在播出后在全国网、CSM31城、CSM52城同时获得收视冠军，而其网络播放总量则突破了70亿次；随后，她与靳东搭档主演的奇幻悬疑冒险剧《鬼吹灯之精绝古城》跨年播出，陈乔恩在剧中饰演了豪爽大方且胆大心细又冷静沉稳的女主角Shirley杨，而该剧在腾讯视频独家上线后不仅取得了超过35亿次的播放量，同时也赢得了良好的口碑和颇高的热议度。
2017年8月，她开始与郑恺搭档主演现代航空题材剧《壮志高飞》；与此同时，其领衔主演的都市爱情励志喜剧《人间至味是清欢》播出，陈乔恩在剧中饰演了尊崇个人奋斗且敢爱敢恨的高级白领安清欢；该剧不仅以平均收视率破1、收视份额破4的成绩取得了全国同时段电视剧收视冠军，其网络播放量则突破了75亿次，并引发了颇高的热议度；同年，客串电视剧《天使的幸福》。
2018年5月，陈乔恩与张少怀、柯佳嬿、明道联袂主演的政治惊悚喜剧片《市长夫人的秘密》上映，而她在片中饰演的则是出轨成瘾的市长夫人廖妍伶；8月，其与甄子丹担当主演的现代动作片《大师兄》上映；8月，其出演的科幻实景真人秀《勇敢的世界》开播。
2019年2月11日，陈乔恩领衔主演的古装女性励志剧《独孤皇后》播出，其在剧中饰演的女主角独孤伽罗，因家族遭到迫害，自小便独立坚强，并在逆境中脱胎换骨，最终蜕变为了一代贤后；而其还作为固定嘉宾参加的芒果TV情感观察真人秀《女儿们的恋爱第二季》也于同年播出。