9岁师从庞卫国，正式接受系统的台球专业训练。12岁便成为首位全国美式台球锦标赛8球9球双料冠军，且在次年蝉联该奖项。2007年入选中国美式台球国家集训队，正式开启台球职业生涯，2010年在世界9球中国公开赛崭露头角，获得个人首项世界冠军。此后陆续获得世锦赛、中国公开赛、安利杯、国际公开赛、世界运动会、亚运会、亚洲室内运动会等多项重大赛事冠军，中国首位且唯一一位大满贯台球选手。
2009年，凭借从小练就的斯诺克台球技术，在亚洲室内运动会斯诺克6红球单打中获得金牌 。
2010年，在世界9球中国公开赛当中夺冠，赢得个人首项世界冠军 ；并于当年广州亚运会斯诺克6红球单打中获得金牌。
2011年，荣获菲律宾10号球公开赛 、信地杯世界9球邀请赛、第44届日本大阪世界女子9球公开赛冠军。
2014年，成为CBSA北京密云国际9球公开赛冠军 。
2015年，蝉联CBSA北京密云国际9球公开赛冠军 ，并获得CBSA广州国际9球公开赛冠军 ，“女王杯”世界女子十球花式台球赛冠军 以及CBSA洪泽国际9球公开赛冠军 。
2016年，赢得中式台球世界锦标赛 、中式台球国际公开赛 、中国台球协会超级联赛冠军 。2017年，陈思明迎来运动生涯中的高光时刻，包揽了安利杯·世界女子花式撞球锦标赛冠军 、世界9球中国公开赛冠军 、世界运动会九球金牌 、中式台球国际公开赛冠军 、亚洲室内运动会十球金牌 、欧洲巡回赛冠军 、世界女子九球锦标赛冠军 、第50届日本9球公开赛冠军 、CBSA国际公开赛广州站总决赛冠军 ，成为世界女子9球大满贯第一人 。
2018年，获得安利杯·世界女子花式撞球锦标赛冠军 、中式台球中国公开赛冠军 、中式台球中国锦标赛冠军 。
2019年3月，在美国密歇根州举行的WPBA美式女子大师赛中，陈思明在决赛中以9-2大胜英国名将凯莉·费雪，夺得冠军 。此前一周，陈思明在“性别大战”中，以21:19和21:20第比分击败男子名将米尔斯，向世界证明了中国女子台球的实力。 3月，获得中式台球世界锦标赛冠军 ；9月，获得世界九球中国公开赛冠军，成为该赛事史上首位三冠王 ；10月，获得北京密云美式台球国际锦标赛冠军 ；11月，获得美式台球国际公开赛洪泽站冠军 ；12月，获得CBSA广州9球国际公开赛冠军 。
生活中的陈思明乐观开朗、兴趣广泛 ，在积极参加社会公益活动的同时，致力于推动国内台球发展。
陈思明是一位极具天赋的选手。她仅仅用了几年时间就成功地跻身到了所在领域的顶尖行列，成为这项运的头号选手。毫无疑问，她将会拥有一个充满光明的职业前景。我祝愿她一切顺利。（世界台球协会主席伊安·安德森评）
陈思明自打九岁跟着我学球起，就表现出一股不服输的劲儿。孜孜以求、坚韧不拔的品质，使她有了今天的成绩，相信她凭借手中的球杆，一定能创造出更多的辉煌。（庞卫国评）
陈思明从小练习斯诺克，成绩不错，改打美式台球后又迅速跻身世界一流球手的行列，是个充满朝气的女孩。（丁俊晖评）