陈数，在北京舞蹈学院附中学习期间，系统学习芭蕾舞、中国古典舞、中国民间舞。1992至1999年在东方歌舞团任舞蹈演员。1999至2001年就读于中央戏剧学院表演系。2001年，陈数进入了中国国家话剧院。2004年，获得印度甘地瑜珈学院中级教练员证书。
2001年，陈数出演个人首部电视剧《旅人的故事》，在剧中饰演上海女孩“朱美”，由此进入娱乐圈。
2002年，与吴卫东、马跃、王思懿联袂出演的刑侦剧《危险进程》首播，陈数饰演爱上贩毒分子后，在爱情与道德中挣扎徘徊的“夏小玉” ；7月1日，与侯勇、周莉共同主演的抗战电影《声震长空》上映，陈数在片中饰演想上前线为亲人报仇的播音员“郑之钰”。
2003年，与马跃、孔维、杨圣文主演了由杨凤良执导的刑侦剧《铿锵玫瑰》，陈数在剧中饰演刚从警官学校毕业的女刑警“章子惠”。
2004年，与马跃、张琪、李宏伟一同出演的刑侦剧《毁灭》开播；3月14日，与侯勇、刘长纯、许戈联合出演的抗战剧《无愧苍生》播出，陈数饰演的陆冰冰一角，年龄跨度近四十年。
2005年，与马跃、刘威葳领衔主演的谍战剧《古城谍影》首播，陈数出演理智聪慧的情报侦察员“葛茵红”；10月24日，与柳云龙、王宝强、高明联袂出演的谍战剧《暗算》开播，陈数在剧中饰演美貌与智慧并重的天才数学家“黄依依”，并凭借这一角色获得了改革开放三十年来“十大经典电视剧人物奖”。
2007年，与黄晓明、孙俪、黄海波共同主演的民国情仇剧《新上海滩》播出，陈数饰演风情万种、善良多情却又孤独彷徨的交际花“方艳芸”；4月11日，与李强、韩青、宁晓志联合主演的悬疑剧《食人鱼事件》播出，陈数在剧中饰演肩负重任的侦察科长“沈鸥”；4月12日，陈数在“2007福布斯中国名人颁奖典礼”上获得了“最具潜力名人奖”。
2008年，与吴秀波、浦蒲、孙淳一同主演的都市情感剧《相思树》首播，陈数出演因不安于现状而出轨的电台女主播“尚洁”；5月，领衔主演的话剧《日出》在国家大剧院首演，陈数饰演追求奢华的物质生活，却又在精神上厌恶这种生活的交际花“陈白露”；12月22日，陈数在BQ2008红人榜颁奖典礼上凭借话剧《日出》获得了年度艺术红人奖。
2009年，与黄觉、王学兵领衔主演的民国爱情剧《倾城之恋》播出，陈数饰演感情之路坎坷的白家六小姐“白流苏”，凭借这一角色获得了第四届韩国首尔电视节最佳女演员奖提名，第4届华鼎奖中国爱情题材类最佳女演员奖；9月16日，历史电影《建国大业》首映，陈数在片中客串妇女代表一角；12月10日，领衔主演的话剧《简·爱》首演。
2010年，陈数与巍子、杨志刚联袂出演的传奇剧《铁梨花》开播，她在剧中饰演聪明大气的传奇女子“铁梨花”，并凭借该角色获得了第17届上海电视节白玉兰奖电视类最佳女演员奖、第26届中国电视金鹰奖观众喜爱的电视剧女演员奖以及第6届华鼎奖电视剧最佳女主角奖；11月1日，与黄海波、杨志刚、巍子共同主演的抗战剧《将·军》播出，陈数饰演有情有意的粤调名伶“沈红玉”。
2011年，陈数登上2011年央视兔年春晚，与黄宏、孙涛、张凯丽合作表演了小品《“聪明”丈夫》，该节目获得了我最喜爱的春节联欢晚会节目评选活动小品类二等奖；3月18日，签约SMG尚世影业；8月，陈数参加中国电视艺术家协会演员工作委员会成立仪式，并被授予副会长头衔。
2012年，搭档黄磊主演的都市情感剧《夫妻那些事》在湖南卫视播出，陈数在剧中饰演外表坚强但内心柔软的建筑设计师“林君”；3月8日，与舒淇、余文乐、奚美娟联合出演的爱情悬疑电影《情谜》上映，陈数在片中饰演年轻性感的舞台剧演员“Amy”；3月10日，与陈宝国领衔主演的抗战剧《正者无敌》首播，陈数在剧中饰演川军师长冯天魁美貌智慧、风情万种的的二姨太“沈虹”，由此获得了第19届上海电视节白玉兰奖连续剧类最佳女演员提名；6月，陈数出任第18届上海电视节白玉兰奖评委。
2013年，与林永健领衔主演的都市情感喜剧《天真遇到现实》首播，陈数在剧中饰演乐观、天真的单身妈妈“杨天真”；1月14日，在新浪2012微博之夜庆典中，陈数获得了微博年度风雅人物奖；3月31日，陈数获得了2012中国电视剧年度明星盛典“年度十佳女演员奖”；11月25日，参演的环保公益短片《地球来信了》上映。
2014年，与孙红雷、巍子共同主演的年代传奇剧《一代枭雄》开播，陈数饰演气质如兰的留洋归国女教师“程立雪”；4月4日，搭档黄磊主演的都市情感剧《我爱男闺蜜》首播，陈数在剧中扮演独立坚强的都市职业女性“叶姗”；9月30日，与王雷、张小磊、张鲁一联袂出演的都市情感剧《谈判冤家》播出，陈数饰演把工作放在首位的职场女强人“乔楚”；12月16日，与孙淳、翟天临、种丹妮联合主演的情感剧《剧场》播出，陈数在剧中饰演性格倔强、纯粹的话剧明星“郁珠”；12月17日，陈数在“国剧盛典”上获得了“年度人物”奖。
2015年，由雷德利·斯科特执导，马特·达蒙、杰西卡·查斯坦、杰夫·丹尼尔斯等主演的科幻冒险电影《火星救援》首映，陈数在其中饰演中国航空航天局官员“朱涛”；12月3日，由杨幂、李易峰领衔主演的浪漫爱情电影《怦然星动》上映，陈数在片中饰演男主角手腕强硬的前任经纪人“眉姐”。
2016年，友情出演的都市家庭情感剧《小别离》播出，陈数在剧中饰演男主角方圆的初恋“陈洁”；9月13日，出演的古装神话剧《朝歌》开机，陈数饰演端正大气的“女娲”。
2017年，与鹿晗、古力娜扎、吴倩等共同出演的古装玄幻剧《择天记》首播，陈数在剧中饰演拥有凤凰血脉的一代女王“天海圣后”，这是其出演的首部古装剧；9月，领衔主演的话剧《海上夫人》在上海首演。
2018年，与雷佳音、李光洁领衔主演的谍战剧《和平饭店》首播，陈数在剧中饰演高级侦缉专家“陈佳影”；5月23日，凭借话剧《海上夫人》获得2018壹戏剧大赏年度最佳女演员。
2019年，参加综艺节目2018《国剧盛典》。同日，获2018国剧盛典年度实力女演员奖。1月5日，参演的电视剧《幕后之王》播出，在剧中饰演郁海伦。3月5日，参加的综艺节目《见字如面》第三季在腾讯视频播出。9月30日，参演的电影《中国机长》在中国大陆上映。11月15日，参演的电影《长安道》在全国上映，在剧中饰演林白玉。
2020年，参演的电视剧《完美关系》在湖南卫视金鹰独播剧场、腾讯视频、爱奇艺视频、芒果TV播出，在剧中饰演斯黛拉。3月15日，参加的综艺节目《天天向上》在湖南卫视播出。5月26日，主演的电视剧《谁说我结不了婚》定档在爱奇艺播出，在剧中饰演田蕾。9月15日，获第七届中国电视好演员蓝组女演员提名。9月17日，参演的电视剧《最美逆行者》定档在央视综合频道播出，在剧中饰演肖宁。9月29日，参演的电视剧《在一起》定档在东方卫视、腾讯视频、爱奇艺和优酷播出，在剧中饰演陈如。10月1日，主演的电影《我和我的家乡》定档在中国内地上映，在剧中饰演姜校长。10月28日，获第三届初心榜2020年度青年榜样奖。
在一起2020-9-19 饰演陈如 导演姚晓峰、李宁 主演陆毅、阚清子、逯恣祯、涂凌
最美逆行者2020-9-17 饰演肖宁 导演巨兴茂 主演王志飞、刘威葳、任帅、任敏
谁说我结不了婚2020-5-26 饰演田蕾 导演何念 主演潘粤明、童瑶、袁文康、许芳铱
完美关系2020-2-18 饰演斯黛拉 导演安建 主演黄轩、佟丽娅、高露、王森
幕后之王2019-1-5 饰演郁海伦 导演李骏 主演周冬雨、罗晋、张雨绮、刘芮麟
和平饭店2018-1-25 饰演陈佳影 导演李骏 主演雷佳音、李光洁、陶慧、张岩
择天记2017-4-17 饰演圣后 导演钟澍佳 主演鹿晗、古力娜扎、吴倩、曾舜晞
朝歌2017 饰演女娲 导演李达超、刘镇明、任海曜、朱礼和 主演张哲瀚、吴谨言、保剑锋、许凯
小别离2016-8-15 饰演陈洁 导演汪俊 主演黄磊、海清、朱媛媛、韩青
剧场2014-12-16 饰演郁珠 导演杨文军 主演孙淳、翟天临、种丹妮、鲍大志
我和我的家乡2020-10-1 饰演姜校长 导演宁浩、徐峥 主演范伟、徐峥、卢靖姗、张译
长安道2019-11-15 饰演林白玉 导演李骏 主演范伟、宋洋、焦俊艳、余皑磊
中国机长2019-9-30 饰演刘长健妻子 导演刘伟强 主演张涵予、欧豪、杜江、袁泉
怦然星动2015-12-3 饰演眉姐 导演陈国辉 主演杨幂、李易峰、王耀庆、张云龙
火星救援2015-10-2 饰演朱涛 导演雷德利·斯科特 主演马特·达蒙、杰西卡·查斯坦、克里斯汀·韦格、杰夫·丹尼尔斯
地球来信了2013-11-25 饰演妈妈 导演高晓松 主演刘宸希、张子健、许晴、胡静
情谜2012-3-8 饰演Amy 导演黎妙雪 主演舒淇、余文乐、奚美娟、张乃天
建国大业2009-9-16 饰演文化界代表 导演韩三平、黄建新 主演唐国强、张国立、许晴、刘劲
声震长空2002-7-1 饰演郑之钰 导演陈力 主演侯勇、周莉、高冰、杜珺
2008年5月21日，在由演艺界和企业界爱心人士联合举办的“托起明天的太阳”关爱灾区儿童慈善义拍酒会上，陈数委托经纪人将她珍藏的一件绿色旗袍捐出拍卖，所得款项全部捐入红十字基金会，用于灾区孩子的安置；6月1日，陈数联合某手机娱乐软件推出《日出》限量1000套精美明星片线上义卖活动，所得收入全部捐给中国红十字会，用来帮助四川灾区的孩子们。
2009年5月6日，话剧《日出》在演出前与中国红十字基金会共同举办了该剧道具的慈善拍卖，女主角陈白露在剧中的长裙经过扮演者陈数的努力，最终被拍得七万元人民币。在演出结束后，陈数对中国集邮总公司所发行的《永远的陈白露》邮折进行了义卖签售，款项捐给联合国儿童基金会慈善基金。
2010年11月，陈数作为志愿者代表参加了于深圳举办的“千万微笑·分享·爱”2010慈善义拍晚宴，为贫困地区儿童捐建“梦想中心”募集善款。
2011年6月22日，陈数以2011“亚洲熄灯两小时”活动代言人的身份，在中央广播电视塔前与现场观众互动，宣传绿色低碳环保理念。
2012年9月初，陈数与沙宝亮为“爱佑·上海宝贝之家”公益项目献声，演绎了公益歌曲《最好的未来》；9月，陈数应邀拍摄《时尚健康》年度粉红特刊封面，引导更多的女性朋友关注自己乳房健康。
2013年3月21日，陈数因为发起和推进“扶贫和帮助农民工子女上学”公益项目活动，在第三届“明星公民暨金牌推手”颁奖盛典中获得了“明星公民”称号；8月，陈数作为真爱梦想分享爱形象大使，出席了上海真爱梦想基金会“北京分享爱慈善义拍晚宴”。
2017年6月15日，陈数亮相某慈善基金启动仪式，为先天缺陷儿童慈善项目助力。
2018年9月27日，陈数在京出席《SHU理生活》宣传片首发发布会，被授予丹麦生活家——HYGGE形象大使（Hygge Ambassador）。
2012 第26届中国电视金鹰奖观众喜爱的电视剧女演员奖 铁梨花 （获奖）
2013 第19届上海电视节-白玉兰奖最佳女演员奖 正者无敌 （提名）
2011 第17届上海电视节-白玉兰奖最佳女演员奖 铁梨花 （获奖）
2019 第11届澳门国际电影节最佳女配角奖 长安道 （获奖）
2018 2018壹戏剧大赏年度最佳女演员 海上夫人 （获奖）
2018 第24届华鼎奖中国百强电视剧最佳女主角 和平饭店 （获奖）
2018 国剧盛典年度实力女演员 （获奖）
2014 国剧盛典年度人物奖 （获奖）
2013 2012中国电视剧年度明星盛典-年度十佳女演员奖 （获奖）
2013 第1届电视剧导演工作委员会表彰大典优秀女主角 铁梨花 （获奖）
2012 MSN星月年度最受欢迎女演员奖 （获奖）
2011 搜狐冬季电视剧盛典最佳女演员奖 （获奖）
2011 《时尚先生》“年度电视剧女演员奖” （获奖）
2011 第6届华鼎奖最佳女主角 铁梨花 （获奖）
2011 MSN时尚夜获得星月风尚人气演员 （获奖）
2011 2011年度《东方影视盛典》获得最具实力演员 （获奖）
2010 江苏卫视最具实力女演员 铁梨花 （获奖）
2010 济南电视节最受欢迎女主角奖 铁梨花 （获奖）
2010 “华鼎中国爱情题材类”最佳女演员 倾城之恋 （获奖）
2010 “国剧盛典” 最佳角色大奖 铁梨花 （获奖）
2009 韩国首尔电视节-最佳女演员 倾城之恋 （提名）
2008 改革开放三十年“十大经典电视剧人物奖” 暗算 （获奖）
2017 南方周末年度责任领袖奖 （获奖）
2011 《京华时报》公益周刊公益明星奖 （获奖）
2013 新浪微博之夜年度风雅奖 （获奖）
2013 《精品购物指南》二十周年时尚盛典“创行非凡奖” （获奖）
2012 《优品》五周年盛典获“优品文化中国行大使” （获奖）
2012 凤凰时尚之选“优雅榜样奖” （获奖）
2011 《南方人物周刊》魅力50人颁奖礼“旖旎之魅”奖 （获奖）
2011 《世界》杂志“旅游盛典”优雅明星旅行家 （获奖）
2011 《精品购物指南》荣获“年度风云女星” （获奖）
2011 精品传媒时尚盛典“年度瞩目女星” （获奖）
2011 中国电视榜“中国脸”殊荣 （获奖）
2009 “星尚大典——进取先锋人物” （获奖）
2012 年度最具影响力女演员 （获奖）
2011 年度最具价值女演员 （获奖）
2010 突破女演员奖 铁梨花 （获奖）
2008 “年度艺术红人”奖 日出 （获奖）
2020-10-20 第七届中国电视好演员奖 中国电视好演员优秀演员（蓝组女演员） （获奖）
陈数才艺丰富、气质出众，在镜头前眉梢眼角都是风情。饰演的每一个角色都让人回味无穷。无论是《暗算》中的黄依依、《倾城之恋》里的白流苏、《新上海滩》里的方艳芸，还是《铁梨花》中的传奇女子、《夫妻那些事》中的林君，陈数演绎的一个个人物魅力十足，却又存在云泥之别。（导演高希希、新浪娱乐评）
从《新上海滩》中风情万种的“交际高手”到《相思树》中为爱痴狂的“精神贵族”，从《倾城之恋》中知性优雅的“旗袍女王”到《铁梨花》中匪气十足的“女中丈夫”，她将中国女人的坚毅、独立与刚强的自尊特质演绎的入木三分，她用稳重大器而又不失张力的表演，描摹出一幅幅不同时代背景下女性生存浮世绘。”。（《新周刊》评）
陈数的美更多地呈现在她饰演的角色身上：在电视剧《暗算》中，她是聪明机智的数学家黄依依；在电视剧《新上海滩》中，她是醉生梦死的交际花方艳芸；在话剧《日出》中，她是脱胎换骨的陈白露；在电视剧《倾城之恋》中，她是与情场高手过招的上海女人白流苏；在电视剧《铁梨花》中，她是匪气十足的“女丈夫”铁梨花；在电视剧《夫妻那些事》中，她又是现代知识女性林君。如此多样的角色、百变的造型，陈数都游刃有余，胸有成竹地把握着一贯的稳重与优雅。（《中国文化报》评）
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