Sebelum debut sebagai idol Kpop bersama Astro, Eun Woo lebih dulu memulai kariernya di dunia modeling dan akting. Pada tahun 2013, ia diketahui pernah mengikuti Mr.Pizza's iTeen Audition Promotional Model bersama rekan sesama grupnya yakni Moonbin.
Kemudian ia memulai debut aktingnya lewat film "My Brilliant Life" yang juga dibintangi aktris ternama Song Hye Kyo. Pada tahun 2014-2015, Eun Woo terpilih sebagai salah satu model untuk merek koesmetik Korea "Shara Shara".
Sebelum debut di tahun 2016 sebagai idol, Eun Woo diperkenalkan oleh agensinya Fantagio Entertainment sebagai trainee keempat yang dirilis pertama kali lewat Photo Test Cut oleh Fantagio iTeen.
Pada 23 Februari 2016, Cha Eun Woo mulai debut sebagai salah satu anggota dari grup Astro. Dari keenam anggota yakni MJ, JinJin, Cha Eun Woo, Moonbin, Rocky dan Sanha, Jinjin menyebutkan bahwa Eun Woo adalah salah satu anggota dengan kepiawaian bahasa Inggris paling baik.
Tak sampai di situ, ia yang mendapat julukan 'face genius' berkat wajah menawannya itu kemudian kembali melebarkan sayap dengan mencoba kemampuannya untuk memandu acara. Saat itu ia terpilih sebagai MC untuk Music Core bersama Kim Sae Ron dan Lee Soo Min.
Kariernya pun kian meningkat baik sebagai aktor, idol, mau pun model. Sejumlah drama dan film juga sudah banyak ia bintangi, salah satunya drama yang sempat viral dan dibintangi Cha Eun Woo adalah "True Beauty".
