2015年，还在上海视觉艺术学院就读的陈鹏万里与杜维瀚、张家瑜合作主演了校园青春电影《再见时光》，他在片中饰独立性强且真诚善良又重情义的班长刘晓军，而这也是他的首部电影，从而正式进入演艺圈；同年10月，参演由郭敬明担任监制的音乐剧《小时代》，在剧中饰演男主角周崇光。

2016年9月19日，陈鹏万里与李嘉文、黄诗棋等人合作主演的古装穿越喜剧《疯狂天后》在腾讯视频播出，他在剧中饰演单纯可爱、生性善良的女人国男主赵主。

2017年11月8日，与李兰迪、张新成合作主演的根据八月长安同名小说改编的青春校园爱情剧《你好，旧时光》播出，他在剧中饰演家境贫寒、成绩优异却又过于好胜虚荣的校草楚天阔。

2018年1月14日，参演的根据天衣有风同名小说改编的古装权谋剧《凤囚凰》播出，在剧中饰演康王拓跋昀的贴身侍卫齐恒；

2019年6月，与何花、王瑞昌等合作主演的《当她恋爱时》播出。同年，出演电视剧《宸汐缘》，在剧中饰演钦原。

2021年3月31日，主演由徐辅军执导的电视剧《理智派生活》在湖南卫视播出，在剧中饰演苏洋 ；10月11日，与龚俊、王子璇等人共同出演的青春歌舞喜剧《而你刚好发光》在腾讯视频播出