W 1947 został radiowym DJ w Danville. W 1947 Van Dyke został przekonany przez mima Phila Ericksona do stworzenia z nim duetu komediowego o nazwie „Eric and Van – the Merry Mutes”, który występował w klubie nocnym na Zachodnim Wybrzeżu. Na początku lat 50. przenieśli się Atlanty w stanie Georgia i zagrali lokalny program telewizyjny z oryginalnymi skeczami i muzyką o nazwie „The Merry Mutes”. mały|304x304px|Dick van Dyke (2024) W listopadzie 1959 Van Dyke zadebiutował na Broadwayu w Girls Against the Boys. Następnie od 14 kwietnia 1960 do 7 października 1961 grał główną rolę Alberta Petersona w musicalu Bye Bye Birdie, za którą w 1961 otrzymał Tony Award. W 1964 zdobył nagrodę Grammy wraz z Julie Andrews za ścieżkę dźwiękową do Mary Poppins w kategorii najlepszy album – muzyka dla dzieci. W 1980 wystąpił w tytułowej roli Harolda Hilla w The Music Man. Powszechną sławę zyskał jako Robert Simpson „Rob” Petrie w sitcomie CBS The Dick Van Dyke Show (1961–1966), za który w latach 1964–1966 odebrał trzy nagrody Emmy.