陳曉出生于安徽一個公務員家庭,因為凌晨出生,家人取名“曉”字。陳曉小時候特別頑皮,為了讓他安靜下來,母親為他報了書法班。10歲時,他偶然被一個電視劇導演選中,出演第一部電視劇《我們班的歌》。他還學習繪畫,最擅長速寫。陳曉從四年級開始學習籃球,小學,初中,高中,大學均為學校的校籃球隊員,擅長跳高,跳遠,獲國家二級運動員稱號。2005年,陳曉在高考中同時考上中央戲劇學院,北京電影學院,南京藝術學院三所高等藝術院校,最終選擇中戲。從讀大三時起,他便在家鄉合肥擔任藝術學校的表演班代課教師,幫助藝術考生補習表演。陳曉

陳曉2013年,陳曉與陳妍希因拍攝電視劇《神雕俠侶》而結識。2015年8月27日,兩人雙雙在個人微博公布戀情。2016年7月5日,陳曉與陳妍希在安徽合肥領證登記結婚；7月19日,兩人在北京舉辦了結婚典禮；12月20日,兒子陳睦辰在臺北出生。2021年12月20日,妻子陳妍希在社交平臺上曬出新照片,為兒子星星慶祝生日,兒子星星眉眼間已能看出幾分爸爸陳曉的味道。

參加公益活動2012年8月,陳曉參加了由中國社會福利基金會,春苗營養廚房公益基金和免費午餐基金聯合承辦的“盛滿愛·建好廚房吃好飯”慈善晚宴,現場他還助拍了斯蒂芬馬布里的球衣和球鞋,共募得善款125.1萬元,善款被用于為寧夏,湖北,河南等省區數十個農村寄宿制學校建設春苗營養廚房,并為這些學前班兒童提供一年免費餐費。2013年11月,陳曉成為由中華環境保護基金會發起的公益活動“螢火行動”的愛心大使,同時,他還在微博上發起了“螢火行動益起來”的話題,以“心中有愛,愛中有光”為主題宣傳,呼吁粉絲和社會為在山區沒有電的孩子們送去光明,帶去希望。2016年10月,陳曉以公益大使的身份參與“尚·StyleStarDesign”項目的公益行動,并為雜志《時尚先生Esquire》拍攝公益特刊的封面,隨后還拍攝了公益微電影《一個擁抱,愛讓我們不孤單》,號召全社會關愛和幫助艾滋病兒童,用大家共同的力量給予兒童更多關愛。2017年10月,作為“2017粉紅絲帶運動”代言人登上《時尚健康》封面,為“粉紅絲帶”公益項目發聲。12月,陳曉加入中國文藝志愿者協會,成為第二批個人會員。2018年5月,陳曉跟隨中國文聯文藝志愿服務團去往綿陽,參與紀念“5.12”地震十周年公益慰問活動,為當地大學生上表演培訓課并參與了慰問演出；9月,《中國影視明星社會責任研究報告》正式發布,陳曉位列第24名；隨后,作為明星志愿者參與“韓紅愛心·百人援陜”大型醫療援助公益行動；10月,出席中國文藝志愿者協會第二次全國代表大會。中國文藝志愿者協會理事2019年3月,陳曉作為青年志愿者參加中央電視臺學雷鋒志愿服務主題宣傳特別節目《文明之光志愿中國》,表演朗誦《我就是雷鋒》和歌曲《我們都是雷鋒》；8月,奔赴四川參與“韓紅愛心·百人援川”大型醫療援助公益行動；9月,跟隨文聯文藝志愿服務團走進三峽大壩所在地——湖北宜昌進行為期三天的慰問演出。2020年10月18日,擔任中國視協新文藝組織和新文藝群體工作委員會委員。2021年5月,參與錄制展現航天精神的文藝節目《向祖國報告》；7月,為河南暴雨災區捐款；12月,陳曉參加第十一次全國文代會。2022年4月,陳曉與陳妍希捐贈防疫物資施援上海；7月,陳曉成為2022兩岸青年峰會青年形象大使；11月,擔任百年巨匠文體進校園公益大使。2023年8月,參加2023“韓紅愛心百人援龍江”活動,前往黑龍江,為遭受水災的人們提供支援與幫助。雜志封面陳曉寫真百花迎春——中國文學藝術界2020春節大聯歡出席活動