出生于新疆乌鲁木齐市。1994年，中央戏剧学院表演系本科毕业。1998年，中央戏剧学院表演系硕士研究生毕业。同年留校任教。陈建斌是位出色的演员，他身上不仅具有一个优秀演员必备的条件，更透出浓郁的诗人气质，这或许与他多年来象牙塔里的学院经历有关。

　　陈建斌演的都是人们身边的人，身边的事，在观众眼里，他是属于大器晚成的，外表不算俊朗，长得也不帅，但是人们喜欢这个自然真实的男人。他的气质和外形都与高仓健神似。陈建斌的戏都是正面的好男人形象, 在爱恨中痛苦挣扎的现代男人，他的表演朴实，自然，有时正义凛然，有时带有一点坏坏的调皮。

　　1998年以来，陈建斌拍摄了《网络时代的爱情》、《菊花茶》、《致命一击》等电影。2001年的演出了孟京辉处女作电影《像鸡毛一样飞》，他为了艺术不得不献出了自己的一头浓密的乌发。电影的最后一场戏讲述的是男主人公理想主义者诗人陈建斌饰演的“欧阳云飞”坐在小镇的发廊里面无表情地对理发师说“剃光”。这之后，被剃光了头的“云飞”茫然若失地走在小镇的街道上，摄影机最后一个镜头记录下的是“云飞”的脸部特写和街道上来来往往纷乱的人群。这个镜头是精心设计的，运用了高反差、粗颗粒的黑白图像，借以充分阐释理想主义者的内心世界。陈建斌的“牺牲”是值得的，《像鸡毛一样飞》获得了巨大反响和成功。

　　之后陈建斌开始在电视荧屏上树立自己“特立独行”的风格。他相继在《结婚十年》(2003)、《从爱情开始》(2003)等片中担任主演。2005年他参演了《中国式结婚》，2006年与张国立合作《亲兄热弟》，同年的古装片《乔家大院》热播，陈建斌大红，也因此戏与合作的蒋勤勤结缘，之后又出演了相同题材的《红墨坊》。2007年与高希希导演合作了军旅题材的《光荣岁月》，最新作品仍是与高希希合作的新版《三国》，他在其中扮演枭雄曹操。