中学毕业后到农村插队落户，1975年考入长春电影制片厂演员剧团。先后在《刀光虎影》、《血沃中华》、《大小伙子》等影片中扮演角色。 1980年陈国军在根据鲁迅名著《药》改编的同名影片中扮演革命党人夏瑜一角，由于剧本对夏瑜这个人物重新进行了加工塑造，再加上陈国军本人的刻苦钻研、认真体会，夏瑜成了全剧中最光彩的一个人物形象，陈国军因该片而成名。 1982年陈国军在描写志愿军战士的影片《心灵深处》中扮演一个沉静多思的战地记者张森的形象，表演细腻真实，收放自如，获观众好评。 1984年陈国军调入北京电影制片厂并开始从事导演工作，1985年改编并导演了影片《无情的情人》，该片以浓郁、厚重的油画般的色彩，展现了西藏高原的风俗人情和自然风貌，也展示了特定环境，特定历史时期人们的生存方式，道德标准和人文景观。影片上映后引起强烈反响，是该年度票房最有号召力的影片，陈国军初次执导便赢来的喜人的成绩。 1987年陈国军再接再厉执导《大清炮队》一片，该片讲述鸦片战争时期一支农民炮队全军覆灭的悲壮故事，意在给那些为民族捐躯的无名英雄树立一座丰碑，并力图在剖析民族落后因素的笔触中给观众以启迪和思考。影片不回避战争的残酷，真实地再现历史事件和战争场面的惨烈，具有一种悲凉的沧桑感和民族追溯意识，它注重历史气氛的烘托，展现了自然环境蛮荒古朴的本来面目，使众多人物在浓烈的气氛中完成形象的塑造。《大清炮队》获得多方赞誉。陈国军的导演才华再一次得到肯定。 陈国军后来又相继执导了《“宝贝”小偷与大盗》、《慰安妇七十四分队》等影片。特别是他执导的长篇电视连续剧《趟过男人河的女人》获得巨大成功，他的作品真实，有内涵，努力使历史与生活靠拢。新完成的电视连续剧《飘雪》又是这一风格的延续。 20世纪九十年代初，陈国军与刘晓庆离婚后，曾写下了一本书《我和刘晓庆：不得不说的故事》。陈国军也来过成都推广该书，还曾遭到刘晓庆的粉丝谩骂。事隔20多年后，两人再次重逢。当天，陈国军表示当时出书皆因一时冲动，并就书中的内容向刘晓庆道歉，刘晓庆则大度地笑言早已对这段陈旧往事释怀。陈国军含泪提及当年二人婚姻生活，两人为了省钱只花五元买一张卧铺票，还用西瓜皮为刘晓庆做菜。回忆过去，陈国军坦言：刘晓庆依然是他一生中最爱的女人。这些话让刘晓庆哽咽流泪，与陈国军相拥而泣。 现场，刘晓庆大方接受陈国军道歉，表示当初的爱情仍会记在心里，自己也从来没后悔过当初的选择和决定。当问及陈国军：“在你心中，我有没有离开过？”陈国军满怀深情地说“从来没有离开过”，这些话让刘晓庆更是泪流不止。 当年的甜蜜夫妻多年之后再次重逢，所有的一切都早已冰释前嫌。两人分别为对方送上最真诚的祝福，朋友般的拥抱更是让现场气氛变得甜蜜温馨。
2000第6届中国电影华表奖优秀导演奖 冲天飞豹（获奖）
电影
《刀光虎影》
《血沃中华》
《大小伙子》
1980年《药》饰夏瑜
1982年《心灵深处》饰张森
1985年《无情的情人》导演，编剧
1987年《大清炮队》导演
《“宝贝”小偷与大盗》导演
《慰安妇七十四分队》导演
电视
《飘雪》
《都市情仇》
1993年《趟过男人河的女人》导演
2000年《末路》导演
2001年《威胁》导演
2004年《国家命脉》导演
2009年《大潮如歌》导演
2012年《潜龙道》导演