二零一六年五月二十四日，中国台北乒乓球队正式公布了里约奥运会的参赛阵容，女子单打项目的入围名单中包括了陈思羽的名字。次年，即二零一七年十一月十三日，国际乒联世界巡回赛白金大奖赛德国公开赛全部赛事结束，在女子双打项目的决赛争夺中，来自中国台北的组合陈思羽与郑怡静以零比三的比分不敌日本选手早田希娜和平野美宇，最终获得亚军。时间来到二零一九年八月七日，陈思羽成功进入当年女子世界杯的邀请名单；随后在九月十九日，国际乒联正式对外公布了该届女乒世界杯的全部受邀选手，陈思羽的名字依然位列其中。同年十月十八日至二十日，米老头二零一九国际乒联女子世界杯在中国成都隆重举行，陈思羽以赛会第十三位种子选手的身份出战。 进入二零二一年，三月六日，在多哈举办的二零二一国际乒联WTT挑战赛女双决赛中，陈思羽与搭档郑先知以零比三负于日本组合石川佳纯和平野美宇，收获亚军。同年七月，国际乒联更新了奥运排名，陈思羽位列女子单打第十三位。次年三月，二零二二年WTT多哈常规挑战赛顺利闭幕，在女双比赛中，中国台北组合陈思羽与黄怡桦再次以零比三的比分输给日本组合木原美优和长崎美宇，屈居亚军。北京时间三月三十日，同站赛事WTT多哈球星挑战赛进入男女单打四分之一决赛阶段，在女单较量中，中国选手张瑞以一比三负于中国台北选手陈思羽，后者成功晋级四强。同年八月，在WTT常规挑战赛突尼斯站的女双四分之一决赛中，黄郁雯与陈思羽搭档以零比三不敌中国组合蒯曼和张瑞；而在该站赛事的单打半决赛中，陈思羽则以三比一战胜了日本名将石川佳纯。此外，在本站比赛的混双决赛中，冯翊新与陈思羽的组合以二比三惜败于日本兄妹组合张本智和与张本美和，获得亚军。九月，陈思羽继续征战国际赛场，先后参加了WTT阿曼站、WTT常规挑战赛马斯喀特站以及WTT常规挑战赛阿拉木图站的乒乓球比赛。九月十七日，在阿拉木图站的女双四分之一决赛中，中国组合臧小桐与吴洋晨以一比三不敌中国台北的陈思羽与黄怡桦。同月，在同一站赛事的混双决赛中，林昀儒与陈思羽搭档以三比二战胜徐海东与吴洋晨，夺得冠军。也是在这个九月，陈思羽入选了国际乒联公布的成都世乒赛团体赛参赛运动员名单。十月六日，在成都世乒赛团体赛女子团体四分之一决赛中，她帮助中华台北队以三比二战胜新加坡队。十月七日，在世乒赛半决赛中国女团对阵中国台北女团的第一场比赛中，陈思羽零比三不敌中国选手孙颖莎。同年十月，她还入选了二零二二年乒乓球亚洲杯的参赛名单。十月二十日，在WTT澳门冠军赛的比赛中，陈思羽以三比二战胜德国选手米特哈姆。十一月十八日，在泰国曼谷举行的二零二二年乒乓球亚洲杯女单四分之一决赛中，陈思羽以三比四惜败于印度选手巴特拉，止步八强。 回顾其更早的职业生涯，二零一二年第二十届亚洲乒乓球锦标赛期间，陈思羽已在国际赛场上崭露头角。此后她连续参加了二零一九年和二零二零年的女子世界杯，并在二零二二年WTT球星挑战赛多哈站等多项重要赛事中留下足迹。二零二三年一月十一日，在世乒赛亚洲区预选赛第二阶段的女单比赛中，陈思羽以四比一战胜周靖祎。一月十五日至二十一日，她参加了WTT常规挑战赛多哈站。二月，她报名参加了二零二三WTT常规挑战赛安曼站，并在二月十日的女单十六分之一决赛中以零比三不敌卢森堡老将倪夏莲。三月，在WTT新加坡大满贯二零二三女单首轮中，陈思羽零比三负于中国选手钱天一。不过，在三月十三日的女双十六分之一决赛中，她与李皓晴搭档以三比一战胜魏睿萱与王歆茹。三月十五日，在同站赛事的混双半决赛中，林昀儒与陈思羽以一比三不敌王楚钦与孙颖莎，获得季军。四月十日，在WTT新乡冠军赛女单首轮，陈思羽一比三负于王艺迪。六月二十五日，在WTT常规挑战赛突尼斯站混双决赛中，林昀儒与陈思羽以三比零战胜韩国组合林钟勋与申裕斌，夺得冠军。九月二日，在WTT常规挑战赛阿拉木图站混双决赛中，他们以一比三负于赵大成与朱芊曦，获得亚军。同年十月十四日，在WTT马斯喀特站混双决赛中，陈思羽再次搭档林昀儒，以三比一击败日本组合松岛辉空与张本美和，成功夺冠，四局比分分别为十一比七、十六比十八、十一比八和十一比四。 陈思羽也参加了二零二三年德班世乒赛亚洲区选拔赛以及WTT多哈挑战赛等赛事，并最终亮相德班世乒赛正赛。进入二零二四年，一月十六日，她入选了中国台北队参加二零二四年世界乒乓球团体锦标赛的名单。五月，陈思羽成功获得了二零二四年巴黎奥运会混双项目的参赛资格。七月，她正式入选中华台北乒乓球队出征二零二四年巴黎奥运会的最终名单，将继续在国际最高舞台上展现其竞技水平。