陈世妍于2008年初三的时候通过TV广告正式入门演艺界。
在2010年，陈世妍正式开启了她的演艺生涯，首次参演电视剧《没关系，爸爸的女儿》，于剧中饰演郑真久的女儿“郑世妍”一角，由此步入大众视野。进入2011年2月，她与千正明、韩智慧等演员合作，联袂主演了历史题材剧集《伙伴》；同年8月，她又与韩高恩、吴世贞一同出演了电视剧《Bilitis俱乐部的女儿们》；值得关注的是，就在这一年，凭借在作品《我的女儿是花儿》中的出色表现，陈世妍成功斩获了2011年SBS演技大赏的女子新人奖项，获得了业内的初步认可。2012年对陈世妍而言是事业快速发展的一年，她主演了KBS水木剧《新娘面具》，通过饰演剧中身怀变脸绝技的术士“吴牡丹”一角，她赢得了2012年KBS演技大赏的女新人奖；同年，她还担纲主演了SBS周末剧《五根手指》，在剧中扮演天才而感性的钢琴演奏者“洪多美”，因其在短时间内连续担任两部重要剧集的女主角，她的演技和潜力受到了观众与媒体的广泛关注；也是在这一年，陈世妍在学业上也有所进取，成功考入韩国中央大学进行深造。2013年8月31日至12月1日期间，陈世妍活跃于话剧舞台，出演了话剧《Closer》，并饰演了核心角色“爱丽丝”，展现了她在不同表演领域的适应性。2014年1月，陈世妍主演了KBS水木剧《感激时代》，该剧将故事背景设定于上世纪30年代的上海，描绘了韩、中、日三国黑社会团体间交织的爱情、友情与兄弟情义，她在剧中饰演申正泰的恋人“金玉莲”，生动演绎了上海滩夜总会中一位娇媚动人的夜莺形象；在《感激时代》中她同样诠释了金玉莲这一角色。同年5月，她与李钟硕、姜素拉、朴海镇等知名演员共同主演了SBS月火剧《Doctor异乡人》，在剧中她首次挑战一人分饰两角，分别饰演了男主角朴勋的初恋宋在熙以及韩国医疗麻醉领域的专家韩胜熙，这一表演获得了不少好评；7月，她先后担任了DNF拼图手游《地下迷城勇士》的代言人，并与李玹雨一同成为七喜饮料的联合代言人；至11月15日，凭借在SBS月火剧《doctor异乡人》中的精彩演出，陈世妍荣获了第3届大田电视剧节的女子人气赏。在《doctor异乡人》中，她则继续呈现了韩胜熙和宋在熙这两个截然不同的角色。
在2015年4月29日，由陈世妍与洪宗玄联袂主演的浪漫喜剧电影《危险的见面礼2》（亦被译为《警察家族》）正式登陆大银幕。这部影片构思独特，讲述了出身于警察世家的女儿与来自犯罪组织家庭的儿子结为连理后所发生的一系列故事。陈世妍在片中成功塑造了可爱又开朗的女主角“朴英熙”的形象，其生动表演获得了观众的喜爱。此外，她还与搭档洪宗玄共同为电影献声，演唱了于片尾呈现的动人OST《今生只有你》，为影片增添了更多情感色彩。同年7月，陈世妍担纲主演了由搜狐视频与韩国知名制作公司金钟学携手打造的网络剧《高品格单恋》，并饰演了剧中的核心女主角角色，进一步展现了其在不同平台作品中的驾驭能力。到了11月，她正式确定出演MBC周末特别企划剧《狱中花》的女主角，再次巩固了其在电视剧领域的重要地位。 时间来到2017年，陈世妍挑大梁主演了TV朝鲜电视台制作的古装剧《大君》。在该剧中，她所饰演的女主角拥有被誉为朝鲜第一的美貌，因此同时吸引了两位王子的深切爱慕。然而，这个角色并非仅有外表，其内心坚韧、品格高贵，始终不愿屈服于任何强权与诱惑，全心全意地守护着自己心中那份纯粹而真挚的爱情，人物形象十分丰满动人。 2018年，陈世妍的活跃范围延伸至主持舞台，她与Super Junior的成员利特携手，共同担任了当年韩国大众音乐颁奖礼（KPMA）的主持人，展现了其多才多艺的一面。同年，在作品《大君》中，她饰演了角色成瓷炫（左），留下了令人印象深刻的表演片段。 进入2019年，陈世妍主演了MBC出品的电视剧《道具》，在剧中化身为一位敏锐而专业的犯罪心理分析师“申素英”，通过细致的心理剖析推动剧情发展。紧接着在12月14日，由她主演的TV朝鲜奇幻古装剧《抉择-女人们的战争》如期开播。剧中，她饰演的“姜恩宝”是一位兼具惊人美貌与过人胆识的女性，为了追查杀害姐姐的真凶，毅然决定进入宫廷成为王妃，踏上了一条充满危险与谜团的复仇与探索之路。 2020年4月，陈世妍与张基龙、李洙赫等演员合作，共同主演了KBS 2TV推出的悬疑爱情剧《重生》。这部剧集对她的演技提出了更高要求，她在剧中一人分饰两角，分别精准演绎了1986年旧书屋主人郑夏恩，以及2020年转世后成为考古学讲师的郑思彬，两个时代、两种身份的角色转换展现了其深厚的表演功底。同年8月13日，她还受邀担当了《2020 Soribada最佳音乐大奖》节目的MC，主持才华得到进一步发挥。 2024年8月2日，陈世妍主演的MBN电视台新金土剧《坏记忆橡皮擦》正式与观众见面。展望未来，在2026年1月31日，她参演的另一部电视剧《爱情处方签》也将如期播出，令人期待。陈世妍通过多年来在不同类型作品中的持续耕耘与出色表现，不断拓宽着自己的演艺道路，为观众带来了众多难忘的角色。
二零一四年七月二十五日傍晚六点三十分，于首尔蚕室棒球场举行的LC Twins与Giants的赛事中，她受邀担任了开球嘉宾。次年，即二零一五年四月十一日下午五点，她再次出现在棒球场上，在LG双子队与斗山熊队的比赛中执行了开球仪式。同年的十一月二十七日，她被正式委任为韩国中央大学的宣传大使，负责协助提升该校的公众形象与影响力。进入二零一七年，她的公益参与持续深入：二月一日，在位于京畿道果川市的市民会馆内，她出席了“美好选举宣传大使委任仪式”，并在活动中获授宣传大使的职责。随后在同年五月，她进一步接受了中央选举管理委员会的任命，担当起“美丽选举宣传大使”的重要角色，致力于倡导公正、清洁的选举文化。
自2010年正式踏入演艺圈以来，陈世妍通过接连主演多部电视剧作品，持续积累了丰富的表演经验与扎实的演技功底。特别是在作品《Doctor异乡人》中，她挑战了一人分饰两角的艰巨任务，同时诠释了朝鲜的医学生与韩国女医师这两个身份背景、性格特质各不相同的角色，凭借细腻的情感把握与鲜明的形象区分，充分展现了其出色的角色转换能力与日益成熟的演技层次。在当下众多女艺人倾向于展现性感风格的演艺环境中，陈世妍却始终以清新自然的形象示人，她那种独特而持久的可爱清纯魅力，成功吸引了大量观众的关注与喜爱。回顾她的演艺历程，从《我的女儿是花儿》中令人印象深刻的杨花儿，到《新娘面具》中性格鲜明的牡丹，再到《五根手指》中情感丰富的洪多美，陈世妍在2012年这一年里连续出演了三部重要作品，凭借稳定而出色的表现迅速崛起，成为当时备受业界和观众瞩目的新生代演员。