2007年，魏晨参加《快乐男声》成都唱区的比赛，获得成都唱区亚军并参加全国突围赛，在突围赛中获得全国总决赛季军的成绩，比赛期间演唱了《南屏晚钟》、《叶子》、《让梦冬眠》等歌曲；随后，推出个人首支单曲《少年游》，收录于2007快乐男声全国十三强合辑《13》中；8月，主演其个人首部大银幕作品《十七》，在片中饰演男主角十七的好朋友天翊。
2008年1月7日，推出个人首张EP《乐天派》，共收录4首歌曲，EP发行10天销量破12万张，刷新了2008年唱片销量纪录；4月30日，在北京举行首场个人演唱会《未曾那么爱你》；8月9日，出版个人首本写真《LOMO森林》，同年，与张晓晨、于莎莎出演由电视剧改编的话剧《奋斗》，其不仅饰向南一角，而且在剧中献唱《有你的幸福》及《疯人愿》两首歌曲。
2009年8月，在青春偶像剧《一起来看流星雨》中饰演内敛稳重且阳光懂事的H4成员叶烁，并演唱了该剧的主题曲《星空物语》、《让我为你唱首歌》及插曲《分身情人》，这是其首部影视作品，该剧在播出后则以平均收视率1.9%、最高收视率3%、收视份额7.73%的成绩从开播到结束一直占据全国同时段电视剧收视第一的位置；随后，主演的国内首部数字3D立体歌舞电影《乐火男孩》上映，魏晨在片中饰演花花公子欧小浪。
2010年7月22日，推出首张个人音乐专辑《千方百计》，主打歌《千方百计》首播当日创造近千万试听量，刷新了歌曲试听量记录，专辑发售五天销量突破10万张，而魏晨亦凭借其获得第七届劲歌王金曲金榜金曲奖（国语）、内地杰出青年歌手奖以及劲歌王金曲金榜人气歌手奖三个奖项；随后，继续主演流星雨系列电视剧《一起又看流星雨》，该剧播出后刷新了第一部创下的收视记录；12月19日，魏晨再次凭借专辑《千方百计》获得第三届音乐风云榜新人盛典年度最佳歌曲奖。
2011年1月，与张翰、朱梓骁、俞灏明搭档主持湖南卫视青春偶像艺能榜样互动秀节目《给力星期天》，这是其首次主持综艺节目 ；8月25日，魏晨凭借《破晓》一曲登上韩国音乐节目《M！Countdown》的舞台，成为第一位在此舞台上演唱中文歌曲的中国歌手，并现场与韩国组合MBLAQ组合成员天动、李准合唱歌曲《RUN AWAY》，两首现场演唱的视频于网站上曝光当日点击率破百万，而魏晨亦因此受到中韩两国歌迷的广泛关注；9月22日，推出第三张唱片《破晓》；随后，凭借专辑《破晓》获得韩国2011年度Mnet亚洲音乐盛典亚洲最佳新人及音乐先锋榜2011年度内地最受欢迎男先锋歌手。
2012年4月30日，在北京举行“My Way”演唱会，而演唱会门票在开票首日逼迫百万，1280元VIP门票瞬秒售罄；10月15日，发行第四张唱片《V SPACE》；同年，凭借专辑《V SPACE》获得2012年度MusicRadio中国TOP排行榜内地最受欢迎男歌手和内地最受欢迎唱片等奖。
2013年4月，魏晨凭借专辑《V SPACE》获得2012年度MusicRadio中国TOP排行榜内地最受欢迎男歌手及内地最受欢迎唱片两个奖项；5月28日，出版个人写真《我不是谁的偶像》，著作记其从乖小孩到叛逆少年再到成熟青年的逆袭过程；6月22日，出席上海国际电影节并演唱郭敬明执导电影《小时代》片尾曲《热雪》；8月10日，在北京工人体育馆举办了‘’musicradio魏晨myway”演唱会，21日发行第五张唱片《登“封”造极》，并邀请到昆凌担任主打歌《封面恋人》MV女主角；随后，魏晨作为国内唯一受邀男艺人前往美国参与纽约时装周，其中与美国休闲领导品牌Tommy Hilfiger创始人Hilfiger先生在秀场会面的照片，登上纽约时报广场大屏幕。
2014年4月13日，魏晨凭借专辑《登“封”造极》获得第14届音乐风云榜年度最佳舞曲艺人和最佳EP两个奖项，26日，获得2013年度MusicRadio中国TOP排行榜中国之声内地最受欢迎男歌手、内地年度最佳舞台演绎等奖项，且凭借歌曲《光》获得了年度最佳金曲；6月，魏晨受邀前往法国赴约巴黎男装周；8月，在广州、北京及武汉三地开启2014MusicRadio魏晨“登封造极”巡回演唱会；12月5日，与彭于晏、倪妮主演校园爱情片《匆匆那年》，在剧中饰演暖男乔燃，并为影片献唱推广曲《花开那年》；12月22日，魏晨首度担任音乐总监，发行第六张唱片《帽子戏法》，并邀请到王心凌担任同名主打歌MV女主角。
2015年1月18日，献唱《相爱穿梭千年》虐恋主题曲《相爱不能见》；随后，凭借专辑《帽子戏法》获得第十届劲歌王金曲金榜内地最受欢迎男歌手及年度最佳国语专辑两个奖项；3月25日，为爱情喜剧片《爱我就陪我看电影》献唱主题曲《爱我就陪我看电影》；5月，成立魏晨个人工作室；9月，开启魏晨2015帽子戏法巡回演唱会；12月21日，推出第七张唱片《白日梦想家》。
2016年2月19日，《白日梦想家》实体碟于台湾限定首发并在台湾举办发片记者会，发行一周则以23.08%的购买百分比领跑榜单，获得“五大金榜”冠军；3月，参与原创环球竞技真人秀节目《非凡搭档》的拍摄；4月9日，凭借《白日梦想家》获得2016音乐风云榜年度最佳EP，而魏晨亦获得年度最受欢迎男歌手；随后，与佟大为、梁家辉合作主演犯罪悬疑动作电影《冰河追凶》，在片中饰演罪恶重要见证人李永胜，并献唱主题曲《破绽》；5月，凭借《白日梦想家》四度蝉联MusicRadio榜中国TOP排行榜“内地最受欢迎男歌手”；6月，受邀出席2017伦敦春夏男装周某品牌秀场，这是其第三次受邀出席时装周 ；7月，获得亚洲金曲大赏内地最受欢迎男歌手； 8月9日，受邀为都市热血励志偶像剧《麻辣变形计》演唱主题曲《烈火神盾》；11月6日，凭借《冰河追凶》获得北京青影展盛典新晋男演员奖项；12月16日，再次凭借《白日梦想家》获得第十一届劲歌王金曲金榜全球华人乐坛音乐盛典年度最佳MINI专辑以及年度内地最佳男歌手，而该张唱片中的歌曲《Where went yesterday》亦获得国语金曲奖；26日，发行第八张唱片《旅程》，迎接出道十周年的心路历程；同年，他还出演了剧情片《迷妹罗曼史》，并在片中饰演了一位拥有双重身份的叶伟军 。
2017年4月9日，获得第十七届音乐风云榜年度盛典年度最佳男歌手奖；5月，《旅程》台版实体碟上架首周获得“五大金榜”冠军宝座；6月，五度蝉联MusicRadio榜中国TOP排行榜最受欢迎男歌手；7月19日，获得获得亚洲金曲大赏内地最受欢迎男歌手奖；9月，在成都开启“旅程”十周年巡回演唱会；9月28日，献唱古装剧《那片星空那片海2》片头曲《星辰大海是你》；同年，他还出演了由管虎执导的抗战题材影片《八佰》。
2018年4月，主演由尤小刚执导的军旅剧《反恐特战队之天狼》，在剧中饰演有担当、有责任感的唐石；7月27日，发行复刻单曲《亚洲雄风》；11月1日，演唱古装玄幻剧《将夜》夫子人物主题曲《红尘》；12月，主演悬疑探秘剧《古董局中局之鉴墨寻瓷》，在剧中饰演玄字门药家公子药不然。
2019年5月20日，与永彬Ryan.B合作发行单曲《开普勒452B》；8月30日，与梁家辉、彭于晏再度合作主演的剧情片《深夜食堂》上映，他在片中饰演一位充满梦想的热血青年唐宋；9月2日，与王子异、白宇合作发行爱国歌曲《少年的荣光》，收录于合辑《声在中国》中；9月30日，献礼建国70周年电影《我和我的祖国》在中国大陆上映，魏晨在片中饰演纠察队陈队长。10月24日，加盟的《明星大侦探第五季》公布定档11月8日。