2012年,陈庭萱在华航贵宾室实习时,因外型神似日本女演员广末凉子,而被Ella和贺军翔推荐进入娱乐圈;之后,陈庭萱签约华研国际音乐,成为旗下艺人,并与林盈臻、洪诗涵、吴昀廷、刘宇珊一起组成女子团体PopuLady,从而正式出道。8月,出演爱情励志剧《美人龙汤》,饰演男主角弟弟龙天贺的告白对象,与贺军翔、林盈臻、佐藤麻衣出演对手戏。12月,随组合发行首张迷你专辑《一直一直爱》并正式进军歌坛
2013年1月,陈庭萱由陈柏霖推荐出演爱情励志电影《变身超人》,饰演女主角静芬。9月13日,陈庭萱随组合PopuLady发行了第二张团体写真迷你专辑《小未来》。
2014年4月,随组合获得第11届MusicRadio中国TOP排行榜港台地区年度校园人气组合。8月,随PopuLady发行了第三张迷你专辑《More》,并出国拍专辑封面,选定美国关岛拍摄写真集与歌曲录像带《好好》。
2015年8月,随组合为青春爱情电影《我的少女时代》演唱插曲《你说他》,插曲中一连串“你说他”谈天式的探问非常扣合影片剧情的声音。11月,随组合PopuLady发行第四张迷你专辑《GossipGirls》,专辑风格则走性感活力路线。
2017年8月8日,与蒋雪鸣、陈昊宇、SNH48赵粤合作出演的青春校园片《热血高校JUDOHIGH》在台北正式杀青,在片中饰演应若诚的女友薛真真。
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PopuLady成员陈庭萱在《这样的幸福刚刚好》歌曲中,用纯净的嗓音唱出窈窕淑女对爱情的真诚态度,不贪心不追求浮夸也不轻易动摇,只要心贴着心就是幸福。陈庭萱以素人身份出道,却获得金钟影帝陈柏霖慧眼钦点合作拍摄电影《变身》,并担任女主角,堪称是2012年电影圈幸运的新人。
陈庭萱是台湾土生土长的人,与PopuLady其他成员有着不同的出道背景,她对演艺之路充满梦想,她以甜美、活泼的形象吸引这大众的视线。她既有着小可爱的形象,又可以展现温柔可爱的女神气质。