2001年陈司翰发行《首张同名专辑》正式出道，凭借该专辑陈司翰获得金曲红人颁奖礼最受欢迎男红人新人奖和中国香港十大金曲最佳新人奖；2002年到中国台湾发展发行专辑《爱情主义》；2003年出演首部电视剧《又见橘花香》，饰演男一号杜凯翔。 2004年发行第三张专辑《玉环》，同年陈司翰与刘涛、叶童、邱心志等主演的民国情感剧《原来就是你》播出，陈司翰担任男一号葛家宏；2007年参演电视剧《后天美女》和《后来》。2009年在与贾青、李威等主演的古装神话剧《聊斋3之江城》中饰演男二号王子雅。 2010年出演由古典名著《西游记》改编的神话剧浙江版《西游记》中唐僧一角；2011年主演战争电影《遍地狼烟》和古装神话电视剧《十二生肖传奇》并客串《活佛济公2》。 2013年6月参演都市悬疑情感剧《每个人都有秘密》；同年联合安以轩等出演宫廷剧《金钗谍影》。