陈可辛的父母是泰国华人，而自己是在香港出生，8岁时举家移民泰国。18岁时到美国，21岁时回到香港。初接触电影是为吴宇森的电影翻译成泰文。之后加入嘉禾电影任助导。1990年代初加入UFO电影公司，1991年首次执导《双城故事》，大获好评。之后导演过《金枝玉叶》、《风尘三侠》、《甜蜜蜜》等，多数以现代人的爱情为题材。
《甜蜜蜜》得到香港电影金像奖最佳电影等九项大奖，陈可辛亦凭此片成为最佳导演。2006年，以《如果·爱》获得第43届金马奖最佳导演奖，颁奖当天陈可辛在北京未能亲临颁奖现场，由未婚妻吴君如，同时也是颁奖人代为领奖。2008年陈可辛以《投名状》获得金像奖多项奖项，也在台湾金马奖获得最佳剧情片及最佳导演奖项。亦凭此片成为中国亿元票房导演。
为美国 DreamWorks SKG 执导的电影 《The Love Letter》 (中文译名:情书)　在1999年公映。2000年后他制作多部多国合作的亚洲电影，包括《晚娘》、《春逝》、《见鬼》。亦监制了《金鸡》、《金鸡2》、《见鬼II》等。

2002年至2004年他先后监制《金鸡1》《金鸡2》、《见鬼2》、《见鬼10》、《三更2之饺子》，及亲自执导《三更1之回家》，该片被挑选为2003年柏林电影节参展部份的开幕电影  。
2005年，因预见到中国内地不断增长的市场潜力，陈可辛凭歌舞片《如果·爱》（2005年）进入内地电影市场，该片共获得29个奖项 。
2007年，陈可辛执导拍摄电影《投名状》，《投名状》在中国票房达2.2亿人民币，亚洲累计票房达4千万美元，并赢得8项香港电影金像奖和3项台湾金马奖，其中包括最佳导演和最佳电影奖。  同年监制电影《门徒》获金像奖两项奖项 。
2009年2月15日，与保利博纳电影公司组建的“人人电影公司”在北京宣布正式成立，并宣布“人人电影”第一部电影是香港著名导演陈德森执导的《十月围城》。 《十月围城》共获得8项香港电影金像奖，包括最佳电影，最佳导演，最佳男配角，最佳动作指导奖等。截止2009年，“陈可辛制造”的电影共提名231次，摘得146座奖杯。
2012年7月，第69届威尼斯电影节公布竞赛单元评委名单，陈可辛成为评审团中的一员。 
2013年，陈可辛导演电影《中国合伙人》中国内地票房突破五亿人民币。 
2014年8月28日，新作品《亲爱的》在第71届威尼斯电影节上全球首映并定档于2014年9月26日全国公映  。
2015年北京国际电影节将于4月中旬在北京举行，组委会于2015年3月19日正式发布“天坛奖”国际评委会全阵容及电影节相关筹办情况。其中，法国知名导演吕克·贝松将担任评委会主席一职，中国知名导演陈可辛、内地知名演员周迅都在评委之列。
2016年监制的电影《七月与安生》在中国大陆上映。

2017年6月，美国电影艺术与科学学院正式宣布陈可辛成为“2017年奥斯卡”新成员。