2001年，陈伟栋出演首部电视剧《相思成云烟》。同年出演都市反腐剧《忠诚》饰演高强。
2002年，参演电影《芬妮的微笑》饰演儿子小龙。
2005年，陈伟栋出演古装历史戏说剧《汉武大帝》饰演少年刘荣。
2008年，主演古代传奇剧《晋阳老醋坊》。同年出演革命题材的电视剧《周恩来在上海》。
2010年，参演古装电影《孔子》饰演曾参。主演辛亥革命百年纪念电影《辛亥革命》饰演潘达微。
2011年，陈伟栋在青春励志《警校生》饰演刘力。
2013年，出演年代战争剧《乱世三义》饰演索鸿儒。同年出演《青年霍元甲》。
2014年3月，陈伟栋在家庭刑侦伦理剧《刑警战记》饰演黄宜轩。
2015年，在电视剧《希望使命》饰演韩冰。
2019年11月27日，参演谢毅航导演执导的电视剧《青春抛物线》，在剧中饰演韩浩。
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