1943年8月，毕业于国立中央大学（现为南京工业大学）化学系，随后在校担任助教。
1947年，本科毕业后，进入美国伊利诺大学（尔班纳－香槟校园）化学工程专业学习，分别于1949、1951年获得硕士及博士学位。
1948年，陈家镛与中央大学化学系毕业的刘蓉在美国结婚，并同在伊利诺大学学习。
1951年2月，担任麻省理工大学化学工程系博士后副研究员。
1952年8月，在伊利诺大学化学工程系任博士后副研究员。
1954年初，接受美国杜邦化学公司薄膜部的约克斯研究所的聘请、担任研究工程师，参加研究和开发聚酯连续聚合以使该产品更能顺利加快投入生产。 [5]
1954年2月，在美国杜邦化学公司薄膜研究所任研究工程师。
1956年10月，协助叶渚沛所长筹建中国科学院化工冶金研究所，领导组建了中国第一个从化学工程角度专门从事湿法冶金的研究室，任室主任、研究员。
1958年-1984年，任该所湿法冶金研究室主任。
1978年，任化冶所负责人。
1978年-1984年，任化工冶金研究所副所长。
1980年至1983年，任化冶所副所长，为化冶所的创立和建设作出了重大贡献。
1980年，当选为中国科学院学部委员（现称院士）。
1981年，被选为中国科学院化学部委员。
1984年1月，任中国有色金属学会，副理事长。
1993年1月，任中国化工学会，理事。
1993年01月至2019年，担任《化学工程学报（英文版）》编辑委员会，总编辑，他还担任第四、五、六、七届全国政协委员。此外，先后被推选为中国有色金属学会副理事长、中国金属学会理事、中国劳动保护学会顾问。
2019年8月26日5时30分，陈家镛因病医治无效在北京逝世，享年98岁。
1990年， 国家科学技术委员会发明奖。
1988年，国防科技进步奖。
1987年，国家自然科学奖。
1982年，国家科学技术委员会发明奖。
1980年，国家发明三等奖。
1978年，全国科学大会奖。
