2008年2月，陈旭当选上海市人民检察院检察长，跻身副部级官员行列。2013年11月，他兼任上海市法学会会长一职。
2016年1月7日，与陈旭有4年工作交集的上海市检察院检委会原专职委员季刚落马。季刚曾因办理上海“潘萍毁容案”而成名。他还是“杨佳袭警案”的公诉人。因办理过大量在上海乃至全国都颇有影响力的大案要案，在当地政法圈，季刚被称为“上海滩公诉总教练”。
19天后，即2016年1月26日，陈旭卸任上海市检察院检察长、党组书记，但仍保留上海市法学会会长一职。
这一天，他最后一次以检察长的身份，在上海市十四届人大四次会议第二次全体会议上作工作报告。在报告中，他提到了2015年上海检察院的反腐成绩：立案侦查贪污贿赂案件363件428人，渎职侵权案件38件48人。其中立案侦查局级干部7人、处级干部51人。依法对上海市人民政府原副秘书长戴海波、国家电网上海市电力公司原总经理冯军等立案侦查。
多名受访者称，陈旭落马早有征兆。
一位接近中纪委的知情者告诉《中国新闻周刊》，他曾多次写信检举过上海的司法乱象，以及陈旭可能涉及的众多问题。今年正月初三、初四（1月30、31日），他在上海与一位中纪委高级领导有过两次面对面交流。
当时，他问这位中纪委领导，自己举报的关于陈旭的问题，为什么没有回音？对方说，你没收到回信或答复，不等于我们没有关注，也不等于没有采取措施。
