2000年,陈怡蓉在综艺节目《我猜我猜我猜猜猜》中的寻找周杰伦MTV女主角单位甄选活动中,被选中出演周杰伦歌曲《
龙卷风》MV;随后,被当时参与节目的嘉宾何润东经纪人签下,从而进入演艺圈。2001年12月6日,主演的首部电视剧《
薰衣草》播出,她在剧中饰演患有遗传性心脏病的梁以薰。2002年7月9日,与邱泽,何润东等共同主演的偶像剧《雪地里的星星》首播,并在剧中饰演与患绝症画家相恋的女孩怡蓉。2003年2月27日,与聂远,何润东等共同主演的古装剧《四大名捕斗将军》开播。2005年1月4日,与林志颖共同主演古装言情剧《
书剑情侠柳三变》,饰演西夏公主野利旺娜;1月17日,与赵文卓,何润东等共同主演的古装奇幻武侠剧《
风云Ⅱ》播出,在剧中饰演双眼失明的渔家女紫凝;3月5日,与叶璇,郭晋安等共同主演古装武侠剧《
天下第一》,她在剧中饰演刁蛮任性的云罗郡主;9月11日,其主演的年代商战剧《金茂祥》在央视频道首播。2006年2月27日,主演的武侠剧《游剑江湖》播出,在剧中饰演爱武成痴的林无双;8月,与许绍洋搭挡主演的时装爱情剧《
老鼠爱大米》首播,饰演有点迷糊的导游苏晓君;8月21日,与李威,高以翔共同主演的情感剧《天堂来的孩子》开播,她在剧中饰演未婚怀孕的高中生何海韵;11月8日,主演的家庭励志情感剧《宝岛少女成功记》首播,在剧中饰演个性开朗坚毅的刘柏英。2007年6月6日,与林峰,方中信共同主演的时装爱情剧《爱情新呼吸》开播,她在剧中饰演银行交易员林静惠。2008年11月7日,主演由林玉芬执导的恐怖片《凶魅》上映,在片中饰演小恬的新班主任钟丽心,该片为陈怡蓉的首部电影作品;11月10日,主演的家庭情感剧《光阴的故事》首播,在剧中饰演傻妹孙一美,而她更凭借该剧入围第44届台湾电视金钟奖戏剧类最佳女主角奖。2010年1月8日,陈怡蓉主演的都市爱情剧《第二回合我爱你》开播,其在剧中饰演活泼开朗的陈妙如;10月29日,特别出演的爱情片《背着你跳舞》上映。2011年3月3日,与凌潇肃,薛凯琪等共同主演的古装爱情奇幻剧《
画皮》在深圳卫视播出,她在剧中饰演王生的妻子佩蓉。2012年2月19日,与郭采洁,杨祐宁等共同主演的都市情感剧《向前走向爱走》开播,她在剧中饰演房屋代销公司的业务助理曾爱行;2月22日,主演的喜剧电影《乌龙戏凤2012》上映;3月12日,与郭品超搭挡主演的都市情感剧《爱啊哎呀,我愿意》在深圳卫视,安徽卫视首播,并在剧中饰演想嫁入豪门的天真女孩秦瑷亚;4月19日,与焦恩俊,何美钿等共同主演的年代剧《南国有佳人》在江苏城市频道首播,饰演东亚投资银行董事长的女儿陈佳琳;同年,陈怡蓉首次担任编剧的作品《狗狗缠》,获得中国台湾征选优良电影剧本佳作剧本奖。2013年3月8日,陈怡蓉与王传一搭挡主演的情感剧《遇见幸福300天》开播,她在剧中饰演被男友抛弃的失恋女陈雅婷;7月26日,与王阳明搭挡主演的奇幻悬疑剧《飞越龙门客栈》播出,并在剧中饰演龙门城寨的当家金湘玉;8月14日,与叶璇,林峰等合作主演的古装言情剧《紫钗奇缘》在山东电视影视频道首播,她在剧中饰演太尉卢杞的幼女卢靖澜。2015年5月1日,陈怡蓉领衔主演的爱情剧《哇!陈怡君》开播,其在剧中饰演不按牌理出牌的女主角陈怡君;6月5日,与庄凯勋,莫子仪等共同主演的剧情片《爱琳娜》上映,她在片中饰演小提琴老师陈爱琳。2016年4月16日,主演由滚石情歌改编的单元电视剧《滚石爱情故事》之《成全》首播。2018年3月3日,主演由何润东执导的校园剧《翻墙的记忆》在TVBS电视台首播,她在剧中饰演高中生欧文卓的母亲林美华;9月1日,与温升豪,黄立等共同主演的都市情感剧《
双城故事》播出,在剧中饰演中医家庭长大的李念念。