晋身立法局。与已去世的吴明钦一样，陈伟业在香港主权移交前一度成为「三料议员」（区议会、区域市政局、立法局三级议会议员），更一度担任区域市政局副主席（相等于新界九区市议会的副议长）。1994年，港同盟与汇点合併成民主党，逐渐成为该党核心成员。然而，随着民主党少壮派分裂、多次立法会选举的出选资格问题及不满杨森接任民主党主席，陈伟业在2002年12月宣佈退党。于2006年4月宣佈加入新成立的左翼泛民主派组织社会民主连线。2011年1月23日，陈于社民连非当权集思会中与同为社民连立法会议员黄毓民一同宣布退出社民连。