陈小艺出生在四川一个川剧演员家庭。父亲陈培才是成都军区战旗话剧团副团长。受家庭影响，陈小艺从小学习川剧。
1987年，考进中央戏剧学院表演系。从中戏毕业后，进入北京人民艺术剧院。
1988年，代表中央戏剧学院参加国际戏剧院校戏剧节，因《挂画》获独角戏特别大奖。大四那年，被选中担任电视连续剧《外来妹》的女主角。
1991年，主演电视剧《外来妹》。
1993年，参演电影《离婚》；同年，主演《海马歌舞厅》。
1997年，主演电视连续剧《老房子》。
2002年，出演电视剧《苦菜花》；同年，主演《激情燃烧的岁月》姊妹篇《军歌嘹亮》。
2003年，参演电影《看车人的七月》。
2006年，主演电视剧《半路夫妻》；11月8日，参演电影《神秘的大佛》。
2007年，主演电视剧《大工匠》。
2009年，参演民国电视剧《北方有佳人》。
2010年，出演电视剧《女人四十》；同年，参演电视剧《北方有佳人》。
2013年5月，主演电视剧《唐山大地震》。
2014年，主演电视剧《亮色人生（夜市人生）》。
2015年，出演电视剧《天使的微笑》；同年，参演电视剧《女不强大天不容》；随后，主演话剧《贵妇还乡》；此外还主演了现实主义风格戏剧《莲花》。
2016年，主演年度情感大戏《天伦》。
2018年5月19日，参加节目《青春同学会》。
2019年3月，参演电视剧《装台》。
2022年5月28日，主演都市爱情悬疑剧《安娜的爱人》；10月10日，参演电视剧《我们这十年》。
2023年9月28日，参演的电视剧《好运家》正式开机。
1990年《武生泰斗》饰演白小芳
1991年《外来妹》饰演赵小芸
1992年《风华绝代》饰演何素贞
1993年《大空战》饰演紫薇
1993年《海马歌舞厅》饰演歌舞厅女经理田春
1994年《爱又如何》饰演朱可馨
1996年《老房子》饰演刘玉洁
1997年《新霸王花》饰演韩娟
1998年《钟艳的故事》饰演钟艳
1999年《火蝴蝶》饰演主控官
2000年《好日子一起过》饰演面试的孕妇保姆
2000年《离婚女子驿站》饰演榆钱儿
2001年《重案六组》饰演刘明燕
2001年《紧急追捕》饰演李群英
2002年《不觉流水年长》饰演邱雨洋
2002年《军歌嘹亮》饰演秋英
2003年《探长欧光慈》饰演苏媛
2003年《乡村女教师》饰演若虹
2003年《罪案终结》饰演马慧慧
2004年《苦菜花》饰演冯大娘
2004年《欲望旅程》饰演乔冠瑛
2004年《偷心之问》饰演邹雪
2004年《沃土》饰演卫琴
2004年《母亲》饰演秦淑珍
2004年《大姐》饰演沈雅梅
2005年《婚姻的敌人》饰演王绵
2005年《烟灰缸之谜》饰演田红
2006年《女人心事》饰演罗想
2006年《生死劫》饰演林禾
2006年《半路夫妻》饰演胡小玲
2006年《绿野艳阳红》饰演谷雨
2006年《以黑治黑》饰演女疯子
2006年《不想回家》饰演秦贵云
2007年《大武生》饰演柳淑萍
2007年《大工匠》饰演肖玉芳
2007年《回家》饰演盛律师助理
2008年《采桑子》饰演七格格
2008年《新不了情》饰演许佩芬
2008年《想爱都难》饰演叶丽
2008年《突然心动》饰演叶霜
2009年《地道英雄》饰演陈盛莉
2009年《北方有佳人》饰演洪喜娘
2009年《婚变》饰演罗晓红
2009年《因为有你》饰演高红军
2010年《复婚》饰演石小芬
2010年《漂亮女人》饰演唐文馨
2010年《宫廷计中计》饰演百晓生
2011年《咱家那些事》饰演二姐
2011年《我的糟糠之妻》饰演叶慧心
2011年《叶落长安》饰演郝玉兰
2011年《说好不分手》饰演冷云
2012年《青春四十》饰演杜晓玲
2012年《女刑警李春春》饰演李春春
2013年《我的父亲母亲》饰演张翠花
2013年《唐山大地震》饰演李元妮
2014年《我和我的他们》饰演叶子
2014年《爷们儿》饰演刘海琴
2014年《家有喜妇》饰演徐慧中
2015年《天使的微笑》饰演苗玉珍
2016年《木兰妈妈》饰演于木兰
2016年《女不强大天不容》饰演刘索英
2016年《天伦》饰演丁香
2017年《向幸福前进》饰演谢兰
2017年《夜市人生》饰演魏红
2018年《姥姥的饺子馆》饰演姜桂芳
2018年《西京故事》饰演淑惠
2020年《装台》饰演疤婶
2021年《假日暖洋洋》饰演董燕萍
2022年《我们这十年》饰演林璐
2022年《安娜的爱人》饰演余晴
2023年《如果奔跑是我的宿命》饰演秀丽
2023年《好运家》饰演郝茗
1981年《神秘的大佛》饰演幼年梦婕
1989年《血泪情仇》饰演宋丽媛
1991年《江湖八面风》饰演龙珠木
1992年《离婚》饰演马少奶奶
1992年《新仇旧恨》饰演王红&张美玉
1994年《乡亲们》饰演狗替嫂
1994年《梁山伯与祝英台新传》饰演银心
1995年《飞虎队》饰演芳林嫂
2001年《我用我的方式爱你》饰演燕宁
2001年《人命关天》饰演肖红舟
2002年《生旦净末》饰演官哥儿
2005年《看车人的七月》饰演小宋
2010年《第一书记》饰演北京铁路局干部
2014年《归来》饰演巩素珍
