Film pertama yang ia bintangi adalah Marlina: The Murderes in Four Acts yang diarahkan oleh Mouly Surya.
Dalam film tersebut, ia berperan sebagai Novi.
Dea juga berkesempatan beradu akting dengan Marsha Timothy dalam film tersebut.
Sejak saat itu, wajah Dea Panendra makin dikenal banyak orang.
Pada tahun 2019, Dea terlibat dalam film besutan Joko Anwar yang berjudul Gundala sebagai Bonita.
Dua tahun setelahnya, Dea bekerja sama dengan sutradara Teddy Soeriaatmadja dalam film Affliction sebagai Narsih.
Dalam film Toko Barang Mantan (2020), Dea turut menyumbang suaranya untuk mengisi oroginal soundtrack yang berjudul Dari Kata Turun Ke Hati.