陳曉東小學在香港讀“圣德肋撒”，四年級時，陳曉東母親讓他和弟弟一起轉學，轉到美國國際學校接受教育，他在校成績很好還拿到美國商會獎學金。13歲時陳曉東對音樂興趣濃厚，為此放棄了美國大學的學位，并開始踏入樂壇。

1995年，陳曉東在偶然的機會認識了音樂人戴思聰，拜其為師，并簽下了長達九年的經理人合約，正式進軍樂壇，加盟寶麗金唱片，成為譚詠麟，黎明，張學友的師弟。同年與陳慧琳、陳建穎、邱穎欣合唱歌曲《打開天空》，并評為十大勁歌金曲頒獎典禮最受歡迎合唱歌曲金獎。個人獲得新城勁爆頒獎禮新登場男歌手金獎，精選104金心情歌頒獎禮精選金心新人金獎。同年首次踏上大熒幕，出演電影《虎度門》。

1996年，與元華、張國強主演民國時期神怪劇《僵尸福星》。在動作電影《飛虎雄心2之傲氣比天高》飾陳曉東。獲得第19屆十大中文金曲最有前途新人金獎，1996年度十大勁歌金曲頒獎典禮杰出表現金獎。

1997年，獲得臺灣十大偶像最佳新人獎。歌曲《在乎你感受》獲得1997年度十大勁歌金曲頒獎典禮最受歡迎廣告歌曲銅獎。

1998年，陳曉東以七百萬港幣作為解約費，正式與經理人戴思聰解除合約。同年專輯《心有獨鐘》獲得臺灣金曲龍虎榜頒獎禮1997年度十大專輯。

1999年，陳曉東與好友梁少英簽下五年經理人合約。同年與張柏芝合唱歌曲《留給最愛的說話》。歌曲《我比誰都清楚》被評為1999年新加坡金曲獎10大金曲。

2000年，專輯《比我幸福》獲得第1屆亞洲中文金曲頒獎禮全年最受歡迎年度專輯大獎。個人被評為中國上海人民廣播電臺最受歡迎男歌手。

2001年，參加中央電視臺春節聯歡晚會，與孫悅演唱歌曲《今天真好》。同年與容祖兒聯合主演愛情喜劇電影《蘋果咬一口》。同年演唱的歌曲《比我幸福》獲得第1屆音樂風云榜港臺年度十大金曲。

2002年，參演電視劇《百分百感覺》和《百分百感覺之冬日戀曲》中飾Jerry。之后開始在中國內地發展影視事業。與秦海璐主演愛情電影《停不了的愛》。與徐靜蕾、劉璇主演電影《我的美麗鄉愁》。并獲得2002年新城勁爆頒獎禮勁爆人氣男歌手。

2003年，在電視劇《男女字典》中飾陳俊杰。在電影《百分百感覺2》飾許樂。

2004年，與大S主演古裝奇幻電視劇《倩女幽魂》飾寧采臣。與譚耀文、吳思默主演言情偶像劇《一千個秋天》。與林苑聯手主演青春愛情輕喜劇電影《海角情緣》。

2006年，與李冰冰、高圓圓主演愛情偶像劇《海的誓言》飾歐陽正。同年搭檔與翁虹、楊晶主演古裝勵志劇《硯道》，在劇中飾蕭飛。

2007年，9月陳曉東重新簽約香港國際娛樂唱片，重返香港樂壇，2008年發行了粵語新歌加精選《lovemoments》和國語專輯《星空夢游》，繼續音樂事業。2008年底解除唱片合約。

2009年，與田中千繪、劉樺主演浪漫愛情喜劇電影《愛情36計》飾付滿倫。

2010年，在都市愛情喜劇電影《終極匹配》中飾梁曳。在精神病題材的黑色幽默劇電影《A面B面》中飾蕭春雷。7月18日戴思聰病逝，陳曉東返港送老師最后一程。10月22日，陳曉東加盟“偉思娛樂”。

2011年，陳曉東推出第十一張專輯《SoHot》。在閆然執導的災難電影《幸存日》中飾礦工小陜西。與熊黛林主演偶像劇《拜金女王》。

2013年，與簡書、安心亞主演偶像劇《愛情急整室》飾韓天宇。與許雅涵、楊恭如主演溫情喜劇電影電影《綁架大明星》。出演電視劇《蘭陵王》飾北周武帝宇文邕一角。在2013年全民奧斯卡――中國UGC傳播大獎中獲年度突破藝人。

2014年，與唐藝昕、毛林林主演都市言情偶像愛情劇《加油愛人》飾張瀚宇。