1983年，吴宇森执导动作电影《英雄无泪》，需要泰语翻译，当时年仅21岁的陈可辛经人介绍，得以参与编剧及统筹。随后，他在嘉禾电影公司曾任蔡澜等人的副导演和助理制片。后经曾志伟介绍，转入好朋友公司任制片，并学习监制。

1985年7月11日，担任副导演的动作犯罪片《威龙猛探》上映。1988年5月20日，出演的喜剧电影《三对鸳鸯一张床》上映。

1989年5月25日，担任监制的剧情片《神行太保》上映，这是陈可辛首次担任监制。1990年5月24日，担任监制的动作喜剧片《咖喱辣椒》上映。

1991年3月29日，拍摄的导演处女作《双城故事》上映，该片由曾志伟、谭咏麟和张曼玉共同主演，被香港导演协会选为最佳影片。1992年，陈可辛与曾志伟联手创立UFO电影公司（1992-2005）。

1993年2月26日，与李志毅联合执导的喜剧电影《风尘三侠》上映，该片由梁朝伟、梁家辉、郑丹瑞联袂主演，获得了第13届香港电影金像奖最佳影片提名，陈可辛则获得了最佳导演提名；12月11日，与李志毅联合执导的剧情片《新难兄难弟》上映。

1994年，监制并执导了由张国荣、袁咏仪、刘嘉玲等联合主演的爱情电影《金枝玉叶》，该片票房达三千万，名列香港年度十大卖座电影。并获得了第14届香港电影金像奖最佳影片提名，陈可辛则获得了最佳导演提名。

1996年，监制并拍摄了由黎明和张曼玉领衔主演的爱情电影《甜蜜蜜》，该片获得了第16届香港电影金像奖最佳影片奖和第34届台湾电影金马奖最佳剧情片奖，陈可辛则凭借该片获得了第16届香港电影金像奖最佳导演奖。

1998年，陈可辛为斯皮尔伯格的梦工厂执导了爱情电影《情书》，该片是其执导的首部好莱坞电影。2000年4月20日，担任监制的爱情电影《十二夜》上映；同年，陈可辛成立ApplausePictures电影公司。

2002年5月1日，执导的恐怖电影《三更之回家》上映，陈可辛凭借该片获得了第39届台湾电影金马奖和第22届香港电影金像奖最佳导演提名；5月9日，担任监制的恐怖电影《见鬼》上映；12月26日，担任监制的喜剧电影《金鸡》上映。

2003年12月24日，担任监制的喜剧电影《金鸡2》上映。2004年3月18日，担任监制的恐怖电影《见鬼2》上映；9月2日，担任监制的恐怖电影《三更2》上映。

2005年3月24日，担任监制的恐怖电影《见鬼10》上映；12月1日，执导并监制的爱情歌舞片《如果·爱》上映，该片获得了第43届台湾电影金马奖和第25届香港电影金像奖最佳影片提名，陈可辛则获得了第43届台湾电影金马奖最佳导演奖。2006年1月26日，担任监制的真人动画喜剧片《春田花花同学会》上映。

2007年2月13日，担任监制的犯罪电影《门徒》上映；12月12日，执导的古装动作片《投名状》上映，该片由李连杰、刘德华、金城武联袂主演，其中国票房达2.2亿人民币，亚洲累计票房达4千万美元，并获得了第45届台湾电影金马奖和第27届香港电影金像奖最佳影片奖，陈可辛则获得了双项最佳导演奖。

2008年3月7日，担任监制的古装动作片《江山美人》上映。2009年1月，陈可辛与黄建新在北京组建了“我们制作”电影工作室；2月15日，“我们制作”电影工作室与保利博纳电影公司组建的“人人电影公司”在北京正式成立，制作的首部电影是陈德森执导的动作电影《十月围城》，由陈可辛担任监制。

2011年7月4日，监制并拍摄的动作电影《武侠》上映，该片由甄子丹、金城武、汤唯共同主演，被美国《时代周刊》评选为年度十佳电影第八名。

2012年7月13日，陈可辛受邀出任第69届威尼斯国际电影节竞赛单元评委；12月20日，担任监制的古装武侠电影《血滴子》上映。

2013年5月17日，执导并监制的剧情片《中国合伙人》上映，该片由黄晓明、邓超、佟大为联合主演，该片票房达5.38亿人民币，并获得了第29届中国电影金鸡奖最佳故事片奖，陈可辛则获得了最佳导演奖。

2014年8月28日，拍摄的剧情片《亲爱的》在第71届威尼斯国际电影节上首映，该片由赵薇、黄渤、佟大为联袂主演，获得了第34届香港电影金像奖最佳影片提名，陈可辛则获得了最佳导演提名。

2015年3月19日，陈可辛受邀出任第5届北京国际电影节“天坛奖”国际评委会评委；5月21日，担任艺术顾问的爱情喜剧片《土豪520》上映。

2016年9月14日，担任监制的爱情电影《七月与安生》上映。2017年4月27日，担任监制的爱情喜剧片《喜欢你》上映；6月，美国电影艺术与科学学院宣布陈可辛成为“2017年奥斯卡”成员；12月29日，担任监制的喜剧电影《妖铃铃》上映。

2018年2月1日，拍摄的贺岁短片《三分钟》首映，影片讲述了春运中一次不同寻常的团聚；11月9日，担任监制的爱情电影《你好，之华》上映。2019年2月21日，执导的传记电影《李娜》杀青。

2020年7月，出任第14届FIRST青年电影展评委会主席；10月1日，监制的电影《一点就到家》上映。

2020年9月25日，执导的电影《夺冠》上映，该影片由巩俐、黄渤、吴刚、彭昱畅、白浪、中国女子排球队领衔主演，陈可辛凭借该片获得了香港电影导演会2020年度奖最佳导演。