1952年考入中央戏剧学院附属歌舞剧院舞蹈团。1954年考入北京舞蹈学校。学生时代即以良好的身体素质和生动的表演才能崭露头角。从1957年起，先后表演过《春江花月夜》《蛇舞》《灯舞》《打鼓舞》《鱼舞》《敌后交通员》《水》《剑器舞》《霓裳羽衣舞》《天鹅之死》《流浪者之歌》《奴隶之歌》《弓舞》等大量的独舞、双人舞，其中《春江花月夜》《蛇舞》《霓裳羽衣舞》蜚声舞坛，屡演不衰。曾先后主演的舞剧有《张羽与琼莲》《鱼美人》《红旗》《白毛女》《小刀会》《文成公主》《红楼梦》《霸王别姬》《贵妃之死》《拾玉镯》《蘩漪》《牡丹亭》等。
1980年、1987年先后两次成功举办“陈爱莲舞蹈晚会”，她以其鲜明纯正的民族风格，成为中国古典舞蹈的代表人物。1989年创办陈爱莲艺术团，1995年创办陈爱莲舞蹈学校。2000年成功举办了陈爱莲舞蹈艺术50年舞蹈晚会。2019年被授予中国文联终身成就舞蹈家称号。