Dane DeHaan kısa süre önce Amazon Studio'nun uluslararası kokain draması Zero Zero Zero'nun prodüksiyonunu tamamladı. DeHaan beyaz perdede son olarak Ethan Hawke ve Chris Pratt ile birlikte The Kid filminde Billy the Kid rolünde görüldü. Luc Besson'un Valerian and The City of a Thousand Planets filminde baş karakteri canlandırdı ve A Cure For Wellness filminde Gore Verbinski'nin başrol oyuncusuydu. 2016 yılında prömiyerini Cannes'da yapan romantik drama Two Lovers and a Bear'da Tatiana Maslany ile birlikte rol alan Dane, Robert Pattinson ile birlikte rol aldığı Anton Corbin'in Life filminde canlandırdığı James Dean karakteriyle övgü topladı. Bundan önce Sony Pictures' The Amazing Spider-Man 2'de Harry Osborn/The Green Goblin'i canlandırdı ve ayrıca kara komedi Life After Beth'de Aubrey Plaza, John C. Reilly ve Molly Shannon ile birlikte rol aldı.Dane 2013 yılında Gotham Ödülü'ne "Çığır Açan Oyuncu" kategorisinde aday gösterildi ve Kill Your Darlings filminde Daniel Radcliffe'in Alan Ginsberg karşısında canlandırdığı Lucien Carr rolüyle Hamptons Uluslararası Film Festivali'nde "Çığır Açan Oyuncu" ödülünü kazandı.1 yıl önce Michael B. Jordan ile birlikte gişe rekortmeni Chronicle filmindeki başrolüyle sinema dünyasına adım attı. Aynı yıl DeHaan, Derek Cianfrance'ın The Place Beyond the Pines filminin yanı sıra John Hillcoat'ın Lawless filminde de rol aldı. 2010 yılında DeHaan, Annie Baker tarafından yazılan The Aliens'ın Broadway dışı yapımında En İyi Performans dalında Obie Ödülü aldı. The Aliens, The New York Times tarafından prestijli "Yılın Oyunu" onuruna layık görüldü. Ayrıca o yıl HBO'nun hit drama dizisi In Treatment'ta canlandırdığı 'Jesse D'Amato' karakteriyle eleştirmenlerden övgü aldı.DeHaan film kariyerine iki kez Oscar Adayı olan John Sayles'in yönetmenliğinde Amigo'da başladı. Diğer film ve televizyon kredileri arasında Tulip Fever, Steven Spielberg'in yönettiği Lincoln, Devils Knot ve True Blood yer alıyor.