2002年，参演电视剧《百分百感觉》和《百分百感觉之冬日恋曲》中饰 Jerry。之后开始在中国内地发展影视事业。与秦海璐主演爱情电影《停不了的爱》。与徐静蕾、刘璇主演电影《我的美丽乡愁》。并获得2002年新城劲爆颁奖礼劲爆人气男歌手。

2003年，在电视剧《男女字典》中饰陈俊杰。在电影《百分百感觉2》饰许乐。

2004年，与大S主演古装奇幻电视剧《倩女幽魂》饰宁采臣。与谭耀文、吴思默主演言情偶像剧《一千个秋天》。与林苑联手主演青春爱情轻喜剧电影《海角情缘》 。

2006年，与李冰冰、高圆圆主演爱情偶像剧《海的誓言》饰欧阳正。同年搭档与翁虹、杨晶主演古装励志剧《砚道》，在剧中饰萧飞。

2007年，9月陈晓东重新签约香港国际娱乐唱片，重返香港乐坛，2008年发行了粤语新歌加精选《love moments》和国语专辑《星空梦游》，继续音乐事业。2008年底解除唱片合约。

2009年，与田中千绘、刘桦主演浪漫爱情喜剧电影《爱情36计》饰付满伦。

2010年，在都市爱情喜剧电影《终极匹配》中饰梁曳。在精神病题材的黑色幽默剧电影《A面B面》中饰萧春雷。7月18日戴思聪病逝，陈晓东返港送老师最后一程。10月22日，陈晓东加盟“伟思娱乐”。

2011年，陈晓东推出第十一张专辑《So Hot》。在闫然执导的灾难电影《幸存日》中饰矿工小陕西。与熊黛林主演偶像剧《拜金女王》。

2013年，与简嫚书、安心亚主演偶像剧《爱情急整室》饰韩天宇。与许雅涵、杨恭如主演温情喜剧电影电影《绑架大明星》。出演电视剧《兰陵王》饰北周武帝宇文邕一角。在2013年全民奥斯卡——中国UGC传播大奖中获年度突破艺人。

2014年，与唐艺昕、毛林林主演都市言情偶像爱情剧《加油爱人》饰张瀚宇