陳可辛的父母是泰國華人，而自己是在香港出生，8歲時舉家移民泰國。18歲時到美國，21歲時回到香港。初接觸電影是為吳宇森的電影翻譯成泰文。之后加入嘉禾電影任助導。1990年代初加入UFO電影公司，1991年首次執(zhí)導《雙城故事》，大獲好評。之后導演過《金枝玉葉》、《風塵三俠》、《甜蜜蜜》等，多數(shù)以現(xiàn)代人的愛情為題材。
《甜蜜蜜》得到香港電影金像獎最佳電影等九項大獎，陳可辛亦憑此片成為最佳導演。2006年，以《如果·愛》獲得第43屆金馬獎最佳導演獎，頒獎當天陳可辛在北京未能親臨頒獎現(xiàn)場，由未婚妻吳君如，同時也是頒獎人代為領(lǐng)獎。2008年陳可辛以《投名狀》獲得金像獎多項獎項，也在臺灣金馬獎獲得最佳劇情片及最佳導演獎項。亦憑此片成為中國億元票房導演。
為美國 DreamWorks SKG 執(zhí)導的電影 《The Love Letter》 (中文譯名:情書)　在1999年公映。2000年后他制作多部多國合作的亞洲電影，包括《晚娘》、《春逝》、《見鬼》。亦監(jiān)制了《金雞》、《金雞2》、《見鬼II》等。

2002年至2004年他先后監(jiān)制《金雞1》《金雞2》、《見鬼2》、《見鬼10》、《三更2之餃子》，及親自執(zhí)導《三更1之回家》，該片被挑選為2003年柏林電影節(jié)參展部份的開幕電影  。
2005年，因預見到中國內(nèi)地不斷增長的市場潛力，陳可辛憑歌舞片《如果·愛》（2005年）進入內(nèi)地電影市場，該片共獲得29個獎項 。
2007年，陳可辛執(zhí)導拍攝電影《投名狀》，《投名狀》在中國票房達2.2億人民幣，亞洲累計票房達4千萬美元，并贏得8項香港電影金像獎和3項臺灣金馬獎，其中包括最佳導演和最佳電影獎。  同年監(jiān)制電影《門徒》獲金像獎兩項獎項 。
2009年2月15日，與保利博納電影公司組建的“人人電影公司”在北京宣布正式成立，并宣布“人人電影”第一部電影是香港著名導演陳德森執(zhí)導的《十月圍城》。 《十月圍城》共獲得8項香港電影金像獎，包括最佳電影，最佳導演，最佳男配角，最佳動作指導獎等。截止2009年，“陳可辛制造”的電影共提名231次，摘得146座獎杯。
2012年7月，第69屆威尼斯電影節(jié)公布競賽單元評委名單，陳可辛成為評審團中的一員。 
2013年，陳可辛導演電影《中國合伙人》中國內(nèi)地票房突破五億人民幣。 
2014年8月28日，新作品《親愛的》在第71屆威尼斯電影節(jié)上全球首映并定檔于2014年9月26日全國公映  。
2015年北京國際電影節(jié)將于4月中旬在北京舉行，組委會于2015年3月19日正式發(fā)布“天壇獎”國際評委會全陣容及電影節(jié)相關(guān)籌辦情況。其中，法國知名導演呂克·貝松將擔任評委會主席一職，中國知名導演陳可辛、內(nèi)地知名演員周迅都在評委之列。
2016年監(jiān)制的電影《七月與安生》在中國大陸上映。

2017年6月，美國電影藝術(shù)與科學學院正式宣布陳可辛成為“2017年奧斯卡”新成員。