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。陈国军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。