1970年，陈凯歌参军。1974年复员转业。1976年到北京电影洗印厂工作。1978年，陈凯歌考入北京电影学院导演系。1982年毕业于北京电影学院导演系。自1984年至今，他导演了《黄土地》、《大阅兵》、《孩子王》、《边走边唱》、《霸王别姬》、《风月》等作品。《黄土地》仅仅把故事当作外壳，它通过超时空的开拓，抒发了作者对土地、对人民的赤子之情。影片在摄影、色彩、造型、构图等方面也出了大格，然又无不内蕴深意。《黄土地》以土地、民俗文化与人物的三者统一，以叙事因素、隐喻因素、抒情和哲理的三者统一，表现了陕西高原古朴、苍凉、深厚的民风，表达了创作者对民族特性、农民命运的思考。影片获1985年金鸡奖最佳摄影奖；获1985年瑞士第38届洛迦诺国际电影节银豹奖等6项国际奖。90年代，陈凯歌拍出大异于以往风格的《霸王别姬》。

影片借助于几位京剧演员人生、命运的曲折展现对人的生存理想与现实存在着的永恒矛盾做了哲理的探索与阐释。影片因其娴熟的艺术技巧及内蕴的丰厚的东方化的人文主题获法国第46届戛纳国际电影节金棕榈大奖等8项国际奖。2005年，陈凯歌集结了中日韩三国明星打造的古装电影《无极》在口碑上几乎一败涂地，也对陈的事业造成了不小的影响。2008年，陈凯歌重新把目光对准了他拿手的京剧艺术，导演了反应京剧大师的传记影片《梅兰芳》，炒得沸沸扬扬的本片是否能给他带来新一轮的辉煌还未可知。

2010年执导由葛优、王学圻、黄晓明、范冰冰主演的古装片《赵氏孤儿》  ；截止12月20日该片取得1.8亿元人民币的票房成绩  ；同年获得第13届上海国际电影节华语电影杰出贡献奖 。
2012年在高圆圆、姚晨、赵又廷、王珞丹主演的剧情片《搜索》中担任导演和编剧，并凭借该片获得第4届中国影协杯“特别表彰优秀剧本”奖。2013年担任第26届东京国际电影节评委会主席  。
2015年拍摄由王宝强、郭富城、张震、林志玲主演的剧情片《道士下山》，该片首日累计票房1.02亿元人民币 ；同年担任第6届中国电影导演协会年度表彰大会评委会主席。
2016年8月，其筹备六年的古装剧情片《妖猫传》在唐城开机，由中日两国小生黄轩和染谷将太主演 。12月，当选中国文学艺术界联合会第十届全委会委员。
2019年7月，执导电影《尘埃里开花》；9月，执导电影《我和我的祖国》 。10月，任第六届丝绸之路国际电影节形象大使及评审委员会主席 。11月，凭借电影《我和我的祖国》获得第三届“金色银幕奖”最佳导演奖。