早年经历
17岁时陈学冬开始做兼职模特，高中的时候开始接拍广告，以模特的身份进入演艺圈，后毕业于上海音乐学院音乐剧系。2011年，他前往韩国的cube entertainment娱乐公司接受培训并参加演出。
演艺经历
2012年，陈学冬开始参演根据郭敬明长篇小说改编的《小时代》系列电影，而他则在片中饰演了温柔纯真的美男作家周崇光。2013年6月27日，陈学冬与杨幂、郭采洁等领衔主演的都市青春片《小时代》上映，该片上映首日票房约7300万元，同时也打破了中国2D电影的首日票房纪录；8月8日，其主演的都市青春片《小时代2：青木时代》上映，并献唱电影插曲《万物无邪》。该片则取得2.9亿元的票房成绩。
2014年7月17日，由陈学冬主演的《小时代3：刺金时代》上映，该片取得750万元的首映票房，创造了国产影片首映历史最佳；而陈学冬则在片中首次挑战一人分饰两角，饰演了作家周崇光和改头换面归来的模特陆烧，并演唱插曲《不再见》；10月17日，其参与录制的湖南卫视真人秀节目《一年级·小学季》播出，并在节目中担任实习班主任；11月28日，爱情喜剧片《坏姐姐之拆婚联盟》上映，陈学冬在片中饰演了咖啡师黄一峰，该片是他首次出演喜剧电影。
2015年3月，为真人动画片《帕丁顿熊》中主角帕丁顿熊配音；3月11日，在由张艺谋执导的奇幻动作片《长城》中饰演一名御林军军官；5月8日，推出单曲《我们都一样》；7月9日，其主演的《小时代4：灵魂尽头》上映，并演唱片尾曲《岁月缝花》；12月4日，陈学冬在上映的喜剧片《从天儿降》中饰演了外冷内热的男主角辰默。
2016年6月8日，与欧阳娜娜合作主演的时尚爱情剧《是！尚先生》播出，他在剧中饰演帅气多金又敏感的尚铂燃，并献唱主题曲《碎碎恋》；6月20日，搭档颖儿主演的励志谍战剧《解密》播出，该剧根据麦家的同名小说改编，陈学冬在剧中饰演患有自闭症的数学天才容金珍，凭借该剧中的表现他获得了国剧盛典最具表现力演员奖；9月30日，由郭敬明执导的真人CG奇幻电影《爵迹》上映，陈学冬在片中饰演单纯善良、长相俊美的现任七度使徒麒零，并演唱片尾曲《人间沙》；同年，获得第13届年度先生盛典最受欢迎男艺人。
2017年6月11日，陈学冬主演的青春偶像剧《夏至未至》播出，他在剧中饰演不善表达的傅小司；11月22日，获得第14届年度先生盛典年度突破演员奖；12月，在2017商业星力量巅峰人物年度盛典上获得年度吸引力明星奖；12月8日，其与张孝全、桂纶镁领衔主演的犯罪片《巨额来电》上映，并在片中饰演一名执着的警察丁小田。
2018年5月5日，陈学冬作为首发歌手参加的明星跨界音乐真人秀节目《跨界歌王第三季》首播；7月7日，其参与录制的首档亲情观察成长励志节目《我家那小子》首播；同年10月，主演的电视剧《小夜曲》开机；12月21日，与古天乐合作主演的奇幻喜剧片《武林怪兽》上映，这是他首部古装电影。
2019年3月6日，正式加盟和颂传媒；10月，领衔主演电视剧《格林威治时间》，在剧中饰演睿智豁达的韩驰；7月10日，其主演的都市青春剧《南十字星浪漫笔记》在上海开机拍摄，在剧中饰演男主角郝未来。2020年7月31日，其参与录制的真人秀节目《元气满满的哥哥》播出；12月4日，主演的爵迹系列第二部电影《冷血狂宴》在腾讯视频播出，片中继续出演麒零一角。
2021年，参加综艺节目《脱口秀大会第四季》。
个人生活
2020年5月19日，陈学冬在社交媒体上发文，透露自己正式成为自由潜水双系统教练。
主要作品参演电视剧参演电影杂志写真音乐单曲
参演电影杂志写真音乐单曲
音乐单曲
配音作品
综艺节目
社会活动
2013年8月29日，陈学冬参加一起为“透明爱”助学基金，并现场作画。2015年4月22日，由陈学冬粉丝组成的“陈学冬陪伴站”自发组织加入到“百万森林”项目，并以陈学冬的名义首期为西部地区捐赠了1000棵沙棘树。
2017年5月27日，陈学冬担任中国自闭儿童关爱基金爱心传播大使；9月9日，出席2017芭莎明星慈善夜，并为“为爱加速”思源﹒芭莎自治区救护车项目募集善款。此外，他还与李治廷等人合唱了歌曲《我的中国心》；9月20日，出席2017“一带一路”国际时尚周新闻发布会，被授予“友谊大使”。
2018年10月17日，参加电影频道节目中心主办的大型公益项目“脱贫攻坚战——星光行动”启动仪式。
获奖记录
人物评价
陈学冬拥有阳光帅气的外表、清新迷人的气质，他十分谦逊，在表演上也有很强可塑性，获得了业内人士的高度评价。（新浪娱乐评）
陈学冬帅气十足、他非常正面阳光，而且富有爱心和责任心。（羊城晚报、《一年级》节目监制夏青评）
陈学冬不仅颜值高、天资聪颖，他还十分努力敬业。（人民网、《解密》导演安建评）
陈学冬拥有一张近乎完美五官比例的俊俏脸庞，他的脸上带着阳光无邪的笑容，他凭借无可挑剔的完美五官，清新邻家的气质脱颖而出。而由于陈学冬有专业美声唱法的训练经历，音乐的熏陶也更令他增添了几份艺术气质。（网易娱乐评）
陈学冬身穿黑色西装搭配碎花围巾，休闲与时尚兼备，既体现了帅气的棱角，又展露了他温暖治愈的气质。（腾讯网评）
陈学冬外形阳光帅气，他在表演上有极强的可塑性。电影里他是沉稳幽默的奶爸；屏幕中他是温柔的班主任和机智的小军师；生活中他是温暖贴心的陈学冬，每一个角色他都驾轻就熟。（腾讯网、杂志《时尚先生》评）
