1982年，陈意涵出生于台湾新北市土城区。2002年，二十岁的她便参加了台湾综艺节目《我猜我猜我猜猜猜》的“超迷人漫画美少女”选拔单元。随后，陈意涵进入台湾景文科技大学就读。大学毕业后的她因在餐厅打零工时参加一次试镜而走上了演艺之路。
2006年，陈意涵出演了个人的第一部电影作品，其在现代剧情片《单车上路》中饰演了台湾原住民女孩阿妹，而她也凭借此片获得了第7届华语电影传媒大赏评委会的关注；随后，陈意涵签约经纪公司并正式进入演艺圈发展；同年，她还完成了个人的首部内地影视作品，其在赵宝刚执导的都市青春励志剧《奋斗》中饰演了家室优越却古灵精怪的可爱女孩方灵珊；而陈意涵也凭借此角色获得了“小灵仙”的称号，并因此被更多的内地观众所认识。
2007年，陈意涵出演的现代爱情片《刺青》在台湾地区上映；同年，她还主演了校园爱情偶像剧《我要变成硬柿子》，其在剧中饰演的是四A班女王孙诗诗。
2008年，陈意涵担任了饶雪漫小说《离歌》的书模；并在改编自该小说的电视电影《马卓》中饰演了女主角马卓；同年，她还出演了抗日谍战剧《长江一号》。
2009年，陈意涵与周渝民、赵又廷、张钧甯联袂主演了蔡岳勋执导的动作警匪偶像剧《痞子英雄》，其在剧中饰演了个性十足，却又在爱情和亲情之间左右为难的女主角陈琳；而她则凭借该剧赢得了颇高的人气与关注度，并获得了韩国首尔国际电视剧奖最佳女演员提名；同年，她还与彭于晏、陈妍希合作主演了郑芬芬执导的现爱情励志电影《听说》，并在片中饰演了乐观坚强的都市女孩秧秧，而陈意涵也凭借该片获得了第12届台北电影节最佳女主角的荣誉。
2010年，陈意涵与王艳、刘德凯、陈楚河联袂主演的古龙武侠剧《新流星蝴蝶剑》在内地播出，其在剧中饰演了纤细柔美、善良多情却又命运多舛的女主角孙蝶，而这也是陈意涵的古装处女作；同年，她还领衔主演了都市爱情喜剧《恋爱SOS》。
2011年，陈意涵与崔始源、李东海等人合作主演了现代爱情励志剧《华丽的挑战》，其剧中饰演了命运坎坷的少女宫囍；同年，她还与胡歌、陈柏霖联袂主演了都市时尚偶像剧《摩登新人类》，并在剧中饰演了善良开朗且乐观向上的女主角夏红果。
2012年，陈意涵与众多艺人合作出演了都市爱情片《爱LOVE》，其片中饰演的是为人低调且与世无争的宜珈，而她则凭借该片首次获得了台湾电影金马奖最佳女配角提名；随后，她还与陈柏霖搭档主演了科幻悬疑爱情片《骇战》，并在片中饰演了天真开朗却身患绝症的女主角李澄湘；12月29日，陈意涵推出了个人的首本散文写真书《北岛相遇》；年底，其与言承旭、陈妍希合作主演的古装爱情电影《花漾》在台湾上映。
2013年，陈意涵出演了爱情喜剧电影《爱情无全顺》，并在片中饰演了众宅男心中的女神，校花梁小琪；8月，她还在与阮经天、万茜、陈建斌等人合作出演的现代剧情片《军中乐园》中饰演了时而楚楚可怜、时而翻脸无情的阿娇，而其则凭借该片再次获得了台湾电影金马奖最佳女配角提名；年底，陈意涵还与薛凯琪、杨子姗、余文乐等人联袂主演了爱情时尚喜剧片《闺蜜》，她在剧中饰演了遭遇未婚夫背叛的都市乖乖女希汶。
2014年，陈意涵主演的家庭情感偶像剧《亲情保卫战》在CCTV-8播出，剧中她饰演了外表娇小而不失坚忍，明眸顾盼间透出清纯的女主角瑞真真；7月，其与江铠同、陈匡怡、徐冬梅等人联袂主演的都市青春励志剧《小时代之折纸时代》上线播出，而她在剧中则饰演了温和善良且却又从不气馁的第一女主角林萧，此外，陈意涵还领衔主演了爱情贺岁喜剧片《坏姐姐之拆婚联盟》。
2015年，陈意涵主演了爱情穿越片《新步步惊心》，并在片中饰演了聪明伶俐又独立自主，却意外穿越回清朝的现代小白领张小文（马尔泰若曦）；随后，其与众多艺人共同主演的都市情感片《咱们结婚吧》在全国上映；与此同时，她还参加了湖南卫视推出的真人秀节目《花儿与少年第二季》；同年，陈意涵还与郭涛搭档主演了都市爱情剧《爱情筑梦师》，而剧中她则饰演了来自台湾的90后美少女蒙依萌。
2016年，陈意涵先是主演了都市时尚爱情剧《火柴小姐和美味先生》，并在剧中饰演了耿直火爆却内心善良的美食家阮糖；随后，她又主演了喜剧悬疑动作片《我说的都是真的》；同年，陈意涵还领衔主演了《闺蜜2》；此外，她还出演了黑色喜剧片《枪炮腰花》；以及，参演现代美食剧《深夜食堂》的中文版。
2017年，陈意涵参加的明星推理综艺节目《明星大侦探第二季》第二案《唐人街传奇》上线播出；随后，她还与贾乃亮搭档主演了都市浪漫爱情剧《爱在星空下》，并在剧中饰演了乐观向上的泼辣姑娘孙小艾；同年，陈意涵还执导并领衔主演了浪漫奇幻爱情剧《幸福，近在咫尺》，而该剧也是她的导演处女作。
2018年，陈意涵与刘以豪搭档主演了现代浪漫爱情片《比悲伤更悲伤的故事》，该片于同年入选韩国釜山影展，陈意涵也在同期获得了在韩国举行的亚洲之星大赏亚洲面孔奖。
2019年，陈意涵丈夫与许富翔确定出演腾讯视频推出的亲密关系真情秀《幸福三重奏第二季》，而该节目则为观众呈现了几对嘉宾在婚姻中的幸福秘诀和二人世界相处的点点滴滴。
比悲伤更悲伤的故事2018-11-30 饰演宋媛媛 导演林孝谦 主演刘以豪、陈庭妮、张书豪
我说的都是真的2018-03-30 饰演印小雪 导演刘仪伟 主演小沈阳、连凯、罗海琼
闺蜜2：无二不作2018-03-02 饰演希汶 导演黄真真 主演薛凯琪、张钧甯、范湉湉
枪炮腰花2018 饰演小楚 导演张猛 主演王千源、黄景瑜、张亮、张蓝心
花甲男孩转大人 2017-05-26 饰演小美 导演瞿友宁 主演卢广仲、严正岚、蔡振南、柯叔元
仙班校园22016-08-19 饰演火炬手 导演梁德华 主演吴樾、锦荣、姜思达
新步步惊心 2015-08-20 饰演马尔泰·若曦 导演宋迪 主演窦骁、杨佑宁、于波
咱们结婚吧 2015-04-02 饰演顾小蕾 导演刘江 主演高圆圆、郑恺、李晨
坏姐姐之拆婚联盟 2014-11-28 饰演黄二珊 导演金泰均 主演池珍熙、陈学冬、钟丽缇
军中乐园2014-09-05 饰演阿娇 导演钮承泽 主演阮经天、陈建斌、万茜
闺蜜2014-07-31 饰演希汶 导演黄真真 主演薛凯琪、杨子珊、余文乐
爱情无全顺2013-10-09 饰演梁小琪 导演赖俊羽 主演陈柏霖、郭书瑶、姜康哲
花漾2012-12-28 饰演白小霜 导演周美玲 主演言承旭、郑元畅、陈妍希
骇战2012-08-17 饰演李橙湘 导演林世勇 主演陈柏霖、修杰楷、郭雪芙
爱LOVE2012-02-13 饰演宜珈 导演钮承泽 主演彭于晏、舒淇、郭采洁
马卓2009-09-12 饰演马卓 导演杨小雄 主演宋伟豪、杨梓墨、邓莎
听说2009-08-28 饰演秧秧 导演郑芬芬 主演彭于晏、陈妍希
星月无尽2009-04-24 饰演星君 导演唐振瑜 主演杨贵媚、吴中天
刺青2007-03-30 饰演真真 导演周美玲 主演杨丞琳、梁洛施
单车上路2006-11-10 饰演阿妹 导演李志蔷 主演李运庆、张榕容、李国毅
幸福，近在咫尺2018-01-18 饰演蒋一依 导演陈意涵 主演王子奇、高圣远、张柏嘉、夏若妍
爱在星空下2018 饰演孙小艾 导演陈畅 主演贾乃亮、陈小纭、冉旭
火柴小姐和美味先生2018 饰演阮糖 导演于中中 主演陈晓、周楚楚、李茂
爱情筑梦师2018 饰演蒙依萌 导演蔡晶盛 主演郭涛、胡龄萌、王欣
深夜食堂2017-06-12 饰演小梅 导演蔡岳勋 主演黄磊、谢承颖、李佳桐
小时代之折纸时代2014-07-10 饰演林萧 导演瞿友宁 主演何润东、李易峰、陈匡怡、江铠同
你照亮我星球2014-06-01 饰演甜蜜之春 前女友 导演瞿友宁 主演郑元畅、张钧甯、王阳明
亲情保卫战2014-04-01 饰演瑞真真 导演崔允锡 主演千正明、王钧赫、汤镇宗
华丽的挑战2011-12-18 饰演宫囍 导演冯家瑞 主演崔始源、李东海、白歆惠
摩登新人类2011-07-05 饰演夏红果 导演林玉芬 主演胡歌、陈柏霖、姜超
恋爱SOS2011-03-28 饰演苏小男 导演宋坤儒 主演薛仕凌、鲁诺
流星蝴蝶剑2010-07-12 饰演孙蝶 导演李惠民 主演陈楚河、王艳、黄维德
痞子英雄2009-04-11 饰演陈琳 导演蔡岳勋 主演周渝民、赵又廷、张钧甯
长江一号2008-10-11 饰演小杜鹃 导演朱锐斌 主演李解、余皑磊、孔琳
我要变成硬柿子2007-07-11 饰演孙诗诗 导演杨冠玉 主演杨铭威、王心如、陈德烈
奋斗2007-06-08 饰演方灵珊 导演赵宝刚 主演佟大为、马伊琍、文章
微笑Pasta2006-07-12 饰演田欣（客串） 导演沈怡、丁仰国 主演张栋梁、王心凌、赵虹乔
一起老去 2014 电影《闺蜜》主题曲
最美的情书 2015 电影《新步步惊心》主题曲
天晴 王奇 摩登新人类电视原声带 2011
蔷薇 郭纬 摩登新人类电视原声带 2001
2015-10 第15届华语电影传媒大奖最受瞩目表现奖 军中乐园 （提名）
2014-10 第51届台湾电影金马奖最佳女配角奖 军中乐园 （提名）
2012-10 第49届台湾电影金马奖最佳女配角奖 爱LOVE （提名）
2012-08 第11届中国长春电影节最佳女配角奖 爱LOVE （提名）
2010-07 第12届台北电影节最佳女主角奖 听说 （获奖）
2010-06 第16届上海电视节最具潜力女演员 （提名）
2010-00 韩国首尔国际电视剧奖最佳女演员 痞子英雄 （提名）
2010-00 第14届全球华语榜中榜最佳电视剧女演员 痞子英雄 （提名）
2010-00 第15届全球华语榜中榜最佳电影女演员 听说 （获奖）
2007-00 第1届台湾新电影奖最佳女演员奖 （获奖）
2018 亚洲之星大赏亚洲面孔奖 （获奖）
2017 COSMO时尚美丽盛典年度美丽偶像 （获奖）
2016 第13届年度先生盛典年度风尚艺人 （获奖）
2016 网易有态度人物盛典年度最有态度正能量女王 （获奖）
2015 时尚COSMO美丽盛典年度美丽偶像 （获奖）
2010 你最期待哪位国片女明星的电影演出第一名 （获奖）
2010 华娱6周年台庆十大亚洲红人盛典 （获奖）
2009 腾讯网星光大典港台年度电视女演员 （获奖）
一双大大的眼睛，甜甜糯糯的声线，犹如漫画美少女般梦幻而精灵，弯弯的嘴角笑起来没心没肺，有如四月天的阳光，仿佛能够融化世间所有阴霾。可爱，是美少女和美笑女的兼容版。小绵羊一样人畜无害的外表，大喇喇行走江湖，有时比男孩子还Man，比外星人还怪，比辣妹子还暴烈，外表和内心的冲突在她身上又能和谐的融为一体，同时她还有内向害羞的一面，聪明可爱（新浪网评）。
陈意涵有一种很丰沛的演员能量，做事积极，戏演的好，是个很活泼的女孩子（于小惠、导演钮承泽、郑芬芬评）。
陈意涵像个小太阳，她单纯，拥有天真的笑容、嗲嗲的语调，性格可爱幽默。讲话很像男生，但开朗活泼，像个大男孩一样，爱讲笑话，非常爱聊，演戏十分投入，很灵，反应很快，拍戏不喊苦不喊累（彭于晏评、陈楚河评）。
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