一九七八年年初，陈旺林通过选拔，顺利加入河南省某部队的文艺兵队伍，在此后的军旅文艺生涯中，他的演出足迹遍布武汉军区下属的各个部队，为广大官兵带去了丰富的文艺节目。一九八一年八月，由陈旺林担任主演的两部小话剧《陶乐报到》与《接英雄》，参加了在北京举行的全军文艺汇演，这两部作品均凭借出色的创作与舞台表现，双双荣获中国人民解放军总政治部颁发的创作一等奖与表演一等奖；鉴于其突出贡献，陈旺林本人也获得了所在军政治部的一次“通报嘉奖”。一九八三年，陈旺林转业调入湖北省咸宁地区歌舞剧团，成为一名专业话剧演员，在此期间他先后主演了多部多幕话剧，包括《真情假意》、《哥仨和他的媳妇们》以及《劳资科长》等重要作品。自一九八八年以后，他的工作经历更为丰富，先后调动至咸宁地区文化局以及地区群众艺术馆等单位任职，持续投身于群众文化事业的组织与推广工作。陈旺林曾多次受聘担任咸宁市各类重大文艺演出活动及春节电视文艺晚会的总导演，负责整体艺术构思与节目编排。一九九八年，他因其在文化领域的贡献与影响力，当选为咸宁市第一届党代会代表。二零零一年，由陈旺林独立完成编剧、导演并亲自参与表演的小品作品《打工干部》，在全国性评选中脱颖而出，成功摘得国家社会文化最高奖项——“群星奖”的金奖。以上是演员陈旺林艺术生涯的部分重要经历。
一九九八年，他于电视剧《刑侦重案之10．14大围捕》中担纲男主角，出色塑造了分管刑侦工作的公安局副局长金兴铭这一角色。次年，他与鲍国安、郝岩等演员携手合作，在电视剧《风雨乾坤》中饰演了市公安局副局长郭腾。进入二零零一年，他与涓子、雷明等人一同出演电视剧《烟海沉浮》，在剧中扮演了由转业军人出身的市烟草局局长赵城。二零零二年，他与孙维民、李克俭、韩月乔等合作，在电视剧《同舟同济》中生动诠释了国民党保密局长毛人凤的形象；同年，他又与张志忠、何赛飞、李崇霄等演员联袂，在电视剧《非常使命》中饰演了集团公司总经理万帆。二零零三年，他与何冰、丛珊等人合作，在电视剧《西部热土》中扮演了西部某冶炼厂厂长顾苑东。二零零四年，他与朱孝天、李冰冰、杨丞琳等演员合作，首次参演由台湾制作公司出品的电视剧《天空之城》，在剧中饰演摄影师阿默；同年，他还与李幼斌、何政军、张光北、童蕾等实力派演员共同出演了电视剧《亮剑》，成功塑造了八路军独立团副团长邢志国这一角色。 二零零五年，他与吴倩莲、孙淳、宁静、李宗翰等人合作，在电视剧《阮玲玉》中饰演了中国早期电影史上著名的导演郑正秋先生；同年，他又与黄晓明、安以轩等演员合作，在电视剧《大汉天子》的第三部中饰演了著名的史学家司马迁。二零零七年，他与《亮剑》的原班人马再度携手，在电视剧《仁者无敌》中饰演了我方地下党员沈炎。二零零八年，他与陈宝国、郭广平、黄曼等人合作，在电视剧《勇者无敌》中饰演了国军旅参谋长焦阳（其代号为“野狼”）；同年，他主演了电影《迷失疯人院》，在片中饰演了精神病学专家梅尔教授。二零零九年，他与何政军、吴京安、何赛飞、石琳等人合作，在电视剧《人间风雨情》中饰演了东北某市军管会主任、首任市长方志宏；同年，他还与林熙越、刘佩琦、杜志国、刘孜等人合作，在电视剧《军礼》中饰演了军转干部、市商业局局长刘长顺；此外，同年他与黄志忠、苗圃、连奕名等演员合作，在电视剧《民国往事》中饰演了国民革命党特派员万沛霖。 二零一零年，他与宁静、吕良伟、王思懿等人合作，在电视剧《奢香夫人》中饰演了明朝征南大将傅友德，该剧后来荣获了第二十六届中国电视金鹰奖优秀作品奖；同年，他还与王伯昭联合主演了抗战题材电视剧《十一公里》，在剧中饰演了国军第一百二十八师第七六三团团长舒安卿。同样是二零一零年，他与唐国强、孙维民、陈建斌等人合作，在电视剧《五星红旗迎风飘扬》第一季中饰演了火箭专家屠守锷。二零一一年，他与杜淳、于荣光、杨若兮等人合作，在电视剧《锄奸》中饰演了我军敌工部长、县大队政委兼县委书记王也平；同年，他与聂远、陶飞霏等人合作，在电视剧《革命人永远是年轻》中饰演了地委组织部长、书记吴捷；此外，他还与郭凯敏、杨圣文等人联合主演了电视剧《先锋1931》，在剧中饰演了东北军抗日英雄团长肖长山。同年，他再次与魏子、张洪睿、赵龙豪等人联合主演了抗战电视剧《义勇义勇》，饰演了东北军军官蓝玉坤。 二零一二年，他与郭凯敏、梁林琳等人合作，主演了第一部以南水北调为题材的电影《汉水丹心》，在片中饰演了主人公乡镇书记刘志云；同年，他还主演了电影《太阳升起的地方》，在片中饰演了主人公乡村教师王有根。二零一三年，他出演了由陈旺林编剧并执导，与牛犇、郭凯敏联合主演的电影《老班主》，在片中扮演了长子、琴师丁世崇；同年，他与赵毅、刘鉴等人合作，在电影《刘老庄八十二壮士》中饰演了新四军团长胡炳云；此外，他还与于滨、刘佩琦、李雯雯、颜丹晨等人合作，在电视剧《铁血刀锋》中饰演了新四军分区司令员刘清；同年，他还与唐国强、刘劲、王伍福等人合作，在电视剧《毛泽东》中饰演了我军著名将领肖劲光。二零一四年，他与刘小峰、甘婷婷、海一天等人合作，在电视剧《二十四道拐》中饰演了筑路工程师梅山。 二零一五年，他与吴其江、曾黎等人合作，在电视剧《地火2之绝对忠诚》中饰演了地下党领导人何康仁。二零一六年，他与吴其江、王媛可等人合作，在电视剧《彭湃》中饰演了彭湃的战友杨其珊；同年，他还与聂远、叶一云等人合作，在电影《生死96小时》中饰演了红军先遣团团长。二零一七年，他在八一电影制片厂出品、杨虎执导的电影《信仰者》中饰演了国民党元老胡逸民。二零一八年，他在吴子牛导演的电视剧《右玉和她的县委书记们》中饰演了军转干部张伯成。二零一九年，他在吴子牛导演的电视剧《可爱的中国》中饰演了方志敏的父亲方高翥，该剧先后荣获第三十二届中国电视剧飞天奖以及中宣部“五个一工程”特别奖；同年，他在李伟导演的电视剧《伟大的转折》中饰演了游击队长陈金榜；此外，他还在尚大庆导演的电视剧《花繁叶茂》中饰演了扶贫办主任陈茂林。 二零二零年，他在张峰导演的电视剧《打击》中饰演了省公安厅副厅长周锦波；同时，他还在吴子牛导演的电视剧《走向胜利》中饰演了我党情报部长李克农。二零二一年，他在沈严、刘海波联合执导的电视剧《突围》中饰演了我党驻香港的领导人赵主任；同年，他还在杨虎导演的电影《三湾改编》中饰演了丁老爹。二零二二年，他在邱怀阳、聂军联合执导的革命历史题材电影《绝地重生》中饰演了红军总参谋长刘伯承；同年，他还参演了重大革命历史题材电影《伏天-两进小河村》。