1981年11月出生于广东省汕头。
1997年，16岁即发表作品《诱饵》获（校园科幻大奖）少年凡尔纳奖一等奖，开启科幻创作道路。
2000年以广东省汕头市文科第一名考入北京大学中文系，大学期间参加北京大学学生科幻协会工作，并且创作的小说《坟》和评论《选择野兽之美》获首度高校科幻作品“原创之星”奖，2004年在北京大学获得了中文和影视编导的双料学位顺利毕业。
2004年到2007年回到家乡就职于金地公司，但是对于第二故乡北京的眷恋和对互联网的前瞻预见，2007年又回到北京进入百度工作，2008年后去了谷歌中国，从事市场营销、商务合作、品牌推广等工作。工作之余不断从事科幻创作，发表《丽江的鱼儿们》《鼠年》《霾》《递归之人》出版《星云IV-深瞳》等作品。
2012年初，签约郭敬明最世文化，并在最世旗下《文艺风赏》开设专栏“未来病史”，同时在旗下其它刊物发表短篇小说《动物观察者》和《沙嘴之花》《天使之油》《造像者》；同年8月开始在旗下《最幻想》连载长篇近未来科幻小说《荒潮》，并于2013年1月出版单行本。
2013年重新加入百度做产品市场，2015年加入北京诺亦腾科技有限公司(Noitom Ltd.)任副总裁。
由于与星云奖、雨果奖双料作家刘宇昆建立深厚友情，他同样是第一批作品被翻译成其他语言的中国科幻作家，其作品见诸于《奇幻与科幻杂志》(F&SF)，《克拉克的世界》（Clarkesworld），《光速》（Lightspeed）等等，在很多刊物上，他都是第一位发表作品的中国作家。其中《丽江的鱼儿们》更是获得了第二届科幻奇幻翻译奖最佳短篇奖，这个奖项首次授予中国作家。
瑞典汉学家、翻译家陈安娜(1965年-)作为莫言、余华、苏童、韩少功的瑞典文译者，也对陈楸帆作品高度关注并将其作品翻译成瑞典文。英国作家、编剧乔纳森·克莱门茨，也对陈的作品在英语界作了推广之力。据悉，《荒潮》已卖出英国电影版权。
陈楸帆被公认为80后一代中国科幻作家中的佼佼者，已经多次斩获中国各大科幻文学奖，如中国科幻银河奖、全球华语科幻星云奖。他的很多作品都从中国的视角展开，以赛博朋克式的审美表达对全球化的深切忧虑。随着科幻作品受到越来越多的关注，陈楸帆在很多媒体上发表专栏文章，大多是关于重大文化事件的，比如《星际穿越》的上映，《三体》英文版的出版，以及中国科幻大会（比如银河奖和星云奖颁奖典礼）。同时创作改编自他的小说《无尽的告别》的剧本。
陈楸帆2012年9月，参与美国芝加哥世界科幻大会，为期5天。
2013年9月11日，参加国际性英文作品朗读比赛“Literary Death Match"北京站。
2013年10月3日至5日，参加在山西太原举办的第四届全球华语科幻星云奖颁奖礼。
2013年10月5日至10日，参加在瑞典斯德哥尔摩由《Caravan》主办的中国文学交流活动。
2014年6月13日至15日，参加在韩国大田由韩南大学主办的东西方科幻研讨会。
2014年11月1日至3日，参加在北京举办的第五届全球华语科幻星云奖颁奖礼。
2015年2月23日，参加在汕头举办的“听潮”演讲活动。
2015年4月14日，参加在洛杉矶举办的《复仇者联盟2：奥创纪元》全球首映。
2015年4月26日，参加在广州举办的Ant.View“偏爱白日梦”演讲活动。
2015年5月30日，参加在北京举办的“相会银河系公民”演讲活动。