著名导演抨击吴秀波：陈昱霖被判三年，变卖家产求和解？(6)

2013年，与汤唯合作主演薛晓路执导的爱情片《北京遇上西雅图》上映，电影票房破5亿，刷新国产爱情片票房纪录，他凭借此片获得第32届大众电影百花奖和第21届北京大学生电影节最佳男演员提名 。

4月，客串黄晓明、林心如主演的古装剧《精忠岳飞》，他饰演宋朝名将高宠 。
7月，主演张永新执导的农村题材剧《马向阳下乡记》，饰演大槐树村第一书记马向阳。该剧获得第30届中国电视剧飞天奖优秀电视剧奖、第28届中国电视金鹰奖优秀电视剧奖和第14届精神文明建设“五个一工程” 优秀作品奖 。
2014年，与姚晨合作主演杨文军执导的都市生活剧《离婚律师》播出，同年，主演音乐电视剧《我的青春高八度》。

2015年与薛晓路、汤唯再次合作，主演电影《北西》的姐妹篇《北京遇上西雅图之不二情书》，该片国内票房达7.9亿，刷新国产爱情片票房纪录。
2016年2月，担任监制和主演的古装历史题材剧《大军师司马懿之军师联盟》开机，他在剧中饰演汉魏时期的政治家、军事家司马懿，该剧获得第31届电视剧飞天奖优秀电视剧奖和包括优秀男演员奖在内的4项提名。
同年，客串出演李晨执导的空军题材电影《空天猎》 。
2017年11月，主演刘进执导的都市题材剧《渴望生活》，饰演男主角江年华。