陳小藝出生在四川一個川劇演員家庭。父親陳培才河北贊皇人，是成都軍區戰旗話劇團副團長。受家庭影響，陳小藝從小學習川劇。

　　1987年，考進中央戲劇學院表演系。從中戲畢業后，陳小藝進入北京人民藝術劇院 ?。

　　1988，代表中央戲劇學院參加國際戲劇院校戲劇節，因《掛畫》獲獨角戲特別大獎 ?。大四那年，她被選中擔任電視連續劇《外來妹》的女主角。

　　1991年，主演電視劇《外來妹》播出，飾演從打工妹到民營企業帶頭人的“越小云” ?，該劇獲飛天獎一等獎，陳小藝獲飛天獎最佳女主角提名 ?。

　　1993年，參演電影《離婚》飾演馬少奶奶，獲得第十七屆百花獎最佳女配角獎 ?。

　　1997年，主演劉惠寧執導的電視連續劇《老房子》 ?。

　　2002年，在電視劇《苦菜花》中飾演母親馮大娘 ?；與孫紅雷合作主演《激情燃燒的歲月》姊妹篇《軍歌嘹亮》 ?。

　　2003年，參演電影《看車人的七月》獲金雞獎最佳女配角提名。

　　2006年，與孫紅雷主演劉惠寧導演的電視劇《半路夫妻》，獲得第二屆“中國劇，中國造”最佳女演員；

　　2007年，再憑電視劇《半路夫妻》獲第十三屆上海電視節白玉蘭獎最佳女演員提名，第二十六屆飛天獎提名 ?。2007年，與孫紅雷主演電視劇《大工匠》，入圍新浪網第二季度最佳女演員，與搭檔孫紅雷獲得“BQ07年度紅人榜之熒屏最佳拍檔提名” ?。

　　2009年，參演民國電視劇《北方有佳人》，劇中陳小藝一改以往的溫柔賢淑，飾演一個刀子嘴豆腐心的養母；并憑借洪喜娘一角提名第十六屆上海電視節最佳女演員 ?。

　　2010年，在電視劇《女人四十》中飾演杜曉玲一角。參演電視劇《北方有佳人》 ?。

　　2013年5月，陳小藝與張國立、張涵予主演的電視劇《唐山大地震》在山東等四家衛視播出，飾演“李元妮”一角 ?。

　　2014年10月27日，陳小藝、許亞軍主演的《我和我的他們》在安徽、云南、深圳、廣西衛視黃金檔播出，陳小藝飾演女主葉子。 ?

　　2015年，電視劇《天使的微笑》于5月1日播出 ?。參演電視劇《女不強大天不容》 ?。主演話劇《貴婦還鄉》 ?。主演現實主義風格戲劇《蓮花》 ?。

　　2016年，1月，電視劇《親娘木蘭》開機 ?。主演的年度情感大戲《天倫》在3月1日播出 ?。