2008年，凭《暗算》“黄依依”一角获得改革开放三十年“十大经典电视剧人物奖”。2008年12月22日陈数在BQ2008红人榜颁奖典礼上凭借话剧《日出》中扮演“陈白露”一角而被评为“年度艺术红人”。 2009年，在电视剧《倾城之恋》出演角色”白流苏“ 。6月，在《建国大业》中客串演出，客串一场毛主席和宋庆龄接见妇女代表的大戏 。凭《倾城之恋》成为入围韩国首尔电视节唯一亚洲女演员，获最佳女演员提名。《倾城之恋》中“白流苏”一角入选《新周刊》“2009最深入人心的电视形象”榜单。 2010年，参演电视剧《将·军》，扮演角色粤调名伶沈红玉 。2011年，签约SMG尚世影业。8月8日，陈数参加中国电视艺术家协会演员工作委员会成立仪式，并被授予副会长头衔 。2012年6月15日，陈数担任第18届上海电视节白玉兰奖评委，与福山雅治共同颁奖 。8月参演电视剧《正者无敌》，陈数饰演沈虹。同年，陈数和黄磊主演了电视剧《夫妻那些事》 。陈数领衔主演的爱情悬疑电影《情谜》 ，出演角色大明星 。2013年1月，参演电视剧《天真遇到现实》，陈数饰演杨天真一角 。参演电视剧《一代枭雄》，陈数在剧中饰演留洋归来女教师程立雪，巍子演她的丈夫，孙红雷则扮演和她一生纠缠到死的男人 。7月出演电视剧《剧场》，陈数则出演一个话剧团演员 。10月参演电视剧《我爱男闺蜜》，陈数饰“叶珊”一角。 2015年，12月3日浪漫爱情电影《怦然星动》心动上映，陈数饰演男主角的前任经纪人眉姐 。同年参演由雷德利·斯科特执导的美国科幻电影《火星救援》，在其中饰演中国航空航天局官员朱涛。 2016年，参演电视剧《小别离》，饰演黄磊的初恋 。