臺(tái)灣新生代演員。原名陳韋志，2002年出演易智言的清新學(xué)生愛(ài)情片《藍(lán)色大門(mén)》，風(fēng)靡港臺(tái)，一炮而紅。他那酷酷的外表，時(shí)而認(rèn)真時(shí)而頑皮的性情，受到港臺(tái)諸多導(dǎo)演的器重。 短短幾年內(nèi)先后接拍《最后的愛(ài)、最初的愛(ài)》(2003，當(dāng)摩壽史導(dǎo)演，中日合拍)、《五月之戀》(2004，徐小明導(dǎo)演)、《20 30 40》(2004，張艾嘉導(dǎo)演)、《千機(jī)變2花都大戰(zhàn)》(2004，劉鎮(zhèn)偉、梁柏堅(jiān)導(dǎo)演)、《關(guān)于愛(ài)》(2005，易智言導(dǎo)演)、《見(jiàn)鬼10》(2005，彭氏兄弟)、《蟲(chóng)不知》(2005，羅志良導(dǎo)演)、《情癲大圣》(2005，劉鎮(zhèn)偉導(dǎo)演)、《PK.COM.CN》（2006）、《大灌籃》（2008）等影片。出演的電視劇則有《強(qiáng)盜與天使》(1999)、《極速青春》(2002)等。

2007年，出演電影《大灌籃》，飾演“隊(duì)長(zhǎng)”一角。
2010年，主演青春勵(lì)志劇《摩登新人類(lèi)》，并在劇中飾演了玩世不恭的情場(chǎng)浪子凌桀，這是陳柏霖進(jìn)軍內(nèi)地?zé)善恋氖撞侩娨晞?。
2011年3月，陳柏霖主演了由李玉執(zhí)導(dǎo)的文藝片《觀音山》，并憑借《觀音山》中丁波一角入圍第13屆法國(guó)多維爾亞洲電影節(jié) ；同年，陳柏霖出演八大電視臺(tái)自制的臺(tái)灣偶像劇《我可能不會(huì)愛(ài)你》，飾演李大仁一角，自己創(chuàng)作并演唱該插曲《我不會(huì)喜歡你》，憑此劇獲得2012年度第47屆金鐘獎(jiǎng)戲劇節(jié)目最佳男主角獎(jiǎng)、雅虎香港人氣大獎(jiǎng)“海外最受歡迎男演員”獎(jiǎng)、2012安徽衛(wèi)視國(guó)劇盛典“港臺(tái)地區(qū)年度網(wǎng)絡(luò)最受歡迎男演員”獎(jiǎng)  。
2012年，與林依晨合作電影《戀愛(ài)恐慌癥》；《我可能不會(huì)愛(ài)你》登陸韓國(guó)，被韓國(guó)中華TV電視臺(tái)引進(jìn)，更名為《戀愛(ài)的條件》，受到了韓國(guó)粉絲的喜愛(ài)  ；之后出演了四部微電影，其中微電影《這一刻，愛(ài)吧》講述4種不同的愛(ài)情觀，該片在“兩岸原創(chuàng)微電影大賽”獲選人氣大獎(jiǎng) 。
2013年1月18日，陳柏霖主演的劇情片《變身超人》上映，飾演正義感十足的超人鐵男；同年，主演青春微電影《這一刻，愛(ài)吧》系列 ；4月，主演的愛(ài)情喜劇片《追愛(ài)大布局》在中國(guó)內(nèi)地上映 。
2014年7月24日，陳柏霖領(lǐng)銜主演的喜劇愛(ài)情片《后會(huì)無(wú)期》上映，并在片中飾演善良純凈的江河老師。該片首日排片36.86%，居第一，并收獲票房7460萬(wàn)元（其中，零點(diǎn)場(chǎng)410萬(wàn)票房排名華語(yǔ)片第四），最終在中國(guó)內(nèi)地收獲6.32億的票房成績(jī)  。
2015年1月8日，陳柏霖主演的奇幻喜劇片《重返20歲》上映，飾演“高冷范兒”的音樂(lè)總監(jiān)譚子明。而陳柏霖除了擔(dān)任電影男一號(hào)之外，同時(shí)也是該電影的主要投資人之一，該片內(nèi)地票房收獲3.5億 ；6月4日，陳柏霖和孫藝珍領(lǐng)銜主演的懸疑片《壞蛋必須死》在韓國(guó)濟(jì)州島殺青 ；6月21日，由陳柏霖主演并一人分飾三角的電影《再見(jiàn)，在也不見(jiàn)》亮相上海國(guó)際電影節(jié)，并舉行了媒體發(fā)布會(huì) ；6月26日，陳柏霖又和韓國(guó)BM+娛樂(lè)公司合作，該公司負(fù)責(zé)陳柏霖在韓國(guó)的演藝活動(dòng)；7月1日，陳柏霖與林依晨合作主演的電影版《杜拉拉升職記2》正式殺青  ；9月18日，陳柏霖領(lǐng)銜主演的《再見(jiàn)，在也不見(jiàn)》榮膺金馬影展開(kāi)幕影片  ；11月27日，其主演的懸疑電影《壞蛋必須死》上映，影片還入圍了第20屆釜山國(guó)際電影節(jié)；12月18日，陳柏霖主演的奇幻喜劇電影《萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到：西游篇》上映，并在片中飾演了博學(xué)多識(shí)、深謀遠(yuǎn)慮的唐僧一角  。
2016年3月，陳柏霖搭檔宋智孝參加江蘇衛(wèi)視真人秀節(jié)目《我們相愛(ài)吧第二季》；3月28日，其出演的韓國(guó)MBC電視臺(tái)愛(ài)情劇《怪物》播出。