台湾台中人,毕业于台中第一中学。1962年考入中央电影公司,与舅父同时也是著名的摄影师赖成英学习摄影。1971年升任摄影师,1972年为宋存寿的《母亲三十岁》担任摄影,以朴素而颇具诗意的视觉风格为这部电影添增了悲剧力度。其后李行的多部电影如《汪洋中的一条船》、《小城故事》、《原乡人》等皆由其担任摄影师,1978年更以《汪洋中的一条船》获得第15届金马奖最佳摄影奖。
1979年起,陈坤厚摄而优则导,与同为李行班底,思想、观念较为接近的侯孝贤合作拍片,皆由陈坤厚摄影、侯孝贤编剧,两人轮流担任导演,推出一系列颇为卖座的爱情轻喜剧,如《我踏浪而来》、《天凉好个秋》、《蹦蹦一串心》……等,突破琼瑶式爱情文艺片“唯美而不写实”的模式。1982年,与侯孝贤合作的《在那河畔青草青》受到年轻影评人的赞扬,他们认为依据自己的意愿拍摄电影的时机已来临,陈坤厚便与侯孝贤、许淑真、张华坤合组「万年青」电影公司,向中央电影公司提合作计划,以低成本、小卡司的模式,拍摄了改编自朱天文的同名小说《小毕的故事》。此片于1983年创下票房佳绩,并得到当年金马奖的最佳剧情片、最佳导演、最佳编剧等大奖,成为台湾新电影的奠基之作。1983年,陈坤厚更担任《儿子的大玩偶》的摄影师,帮助两位新导演万仁、曾壮祥解决影像上的问题,统一全片的摄影风格。在台湾新电影风潮初期,陈坤厚以其丰富的经验与成熟持重的处事态度,与侯孝贤同为「新电影」导演群中的精神领袖。
1985年,陈坤厚与侯孝贤分别组合新班底,往各自的风格发展。其后陈坤厚每年拍一部电影,接连执导的有《最想念的季节》(1985)、《结婚》(1985)、《流浪少年路》(1986)、《桂花巷》(1987)、《春秋茶室》(1988)等,多由文学作品改编,展现其一贯温和的人文关怀与完美的视觉风格。1989年后转往电视圈,监制电视连续剧,并曾至大陆制作《孔子的故事》大型剧作。