พลเอกเจริญชัยเคยรับราชการเป็นผู้บังคับหมวดปืนเล็ก กองพันทหารราบที่ 1 กรมทหารราบที่ 21 รักษาพระองค์ ก่อนจะเจริญก้าวหน้าในหน้าที่ได้ขึ้นเป็น ผู้บัญชาการกองพลทหารราบที่ 2 รักษาพระองค์,[2] รองแม่ทัพภาคที่ 1, แม่ทัพน้อยที่ 1[3] แม่ทัพภาคที่ 1[4], ผู้ช่วยผู้บัญชาการทหารบก, และรองผู้บัญชาการทหารบก ก่อนที่ในวันที่ 23 สิงหาคม 2566 พลเอกเจริญชัยจะได้รับเลือกจากสภากลาโหมให้ดำรงตำแหน่งผู้บัญชาการทหารบกคนใหม่สืบต่อจากพลเอกณรงค์พันธ์ จิตต์แก้วแท้[5] กระทั่งวันที่ 30 สิงหาคม 2566 จึงได้มีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ แต่งตั้งให้พลเอกเจริญชัยดำรงตำแหน่งผู้บัญชาการทหารบกอย่างเป็นทางการ[6]