2026年国庆档上映的刑侦大片《神探之痕迹》中，陈飞宇颠覆过往阳光少年的形象，出演高智商内敛型反派“马朝阳”，凭借“天真式的残忍”的独特表演风格火速出圈，相关表现甚至吓到了他自己和父母陈凯歌、陈红。
这个角色设定为外表斯文客气的供销社职员，内里却阴鸷冷血，陈飞宇没有使用嘶吼、瞪眼这类常规的反派演绎方式，而是靠“突然撞头”“诡异一笑”“自行设计哼唱《甜蜜蜜》”等克制细节，传递出角色骨子里的偏执冷漠，不少观众被这类细节吓到，甚至将其和《唐人街探案》里张子枫的经典惊悚镜头相提并论，张子枫本人也公开发文“抱怨”这个角色太吓人。
陈飞宇在路演现场分享，拍摄时完全沉浸在角色状态里没觉得异样，可之后深夜以观众视角回看完成片时，明明对所有剧情烂熟于心，还是被角色透出的疯狂阴冷感吓得后背发凉。他同时提到，父母陈凯歌和陈红看完影片后也被角色的冲击力吓到，还特意专门打电话询问他拍戏期间心理状态是否正常。他也特意在路演中赶忙强调自己现实里完全不是这个样子，这份和银幕上冷酷形象形成强烈反差的“求生欲”也让现场观众忍俊不禁。
这次颠覆性表演也收获了不少行业同行的认可：张译评价他“天使那段是真天使，魔鬼那段是真魔鬼”，马丽直言他演得太过炸裂，看完后后背一直发凉。影片里一句“别人都说我靠爹，离开爹啥也不是”的台词，因和陈飞宇现实中的经历高度重合，3天就登上14个热搜，不过导演陈思诚澄清该台词是原剧本的原有设定，并非为陈飞宇临时修改，开拍前就和陈凯歌打过招呼，还提前告知对方陈飞宇的表演会完全颠覆以往的认知。
