陈佳佳原本是北京体育大学武术系的一名学生，在学习期间与赵文卓、吴京受教于同一老师，  曾获7次武术大奖，1次冠军，因想往影视圈发展而选择做武行替身演员。

2004年徐克导演的电影《七剑》招募十二门将， 陈佳佳被选中饰演十二门将中的“瓜葛洛”，凭借出色的表演而受到广泛关注。

2007年，陈佳佳凭借在《雪山飞狐》中的表现奠定了其武打明星的地位； 同年在电视连续剧《百年往事》(原名《百年荣宝斋》) 中，陈佳佳一改以往“硬派”角色，走“淑女”路线，在剧中扮演一个小村姑。

2009年8月，陈佳佳首次出演喜剧电影《大内密探灵灵狗》，在片中饰演“灵灵蛇” ；2009年在电视剧《战后之战》中饰演日本千变女郎铃木杏。

2010年8月，陈佳佳与郑少秋、郭冬临、廖家仪等共同出演电视剧《神医大道公》，在剧中扮演白虎； 9月21日陈佳佳与甄子丹、黄秋生出演的电影《精武风云·陈真》上映，她在剧中一改侠女形象，饰演日本职业军人黄兰，挑战内心戏。

2011年在电视剧《少林寺传奇》中饰演的魔女莲心，在剧中和多位全国武术冠军上演对决戏。  8月和陈浩民、淳于珊珊等主演神话喜剧《活佛济公2》，陈佳佳在剧中饰演蜘蛛精珠儿。 10月参演电视剧《赵氏孤儿》，陈佳佳在剧中饰演双槐。

2012年在《五号特工组2之偷天换月》饰演日本忍者秋山织雪。  6月参演电影《水浒英雄人物谱》之《霹雳火秦明》杀青，陈佳佳在片中饰演花明月。

2013年参演《X女特工》，在剧中饰演女特工柴英。  3月和罗晋、林永健等主演出席《X女特工》的首播发布会。  2014年12月主演功夫电影《寻找逝去的宗师》，饰演女一号“门派大师姐”林晓恬，并于29日在韩国出席开机发布会。

2017年11月28日，参演电影《破阵子》。

2018年，主演的网剧《超密》上线播出。

2014年12月被韩国电影协会任命为韩国电影海外宣传大使。

陈佳佳来自大草原，有着内蒙古姑娘的率真与执着，（搜狐娱乐评） 她不仅身手不凡，外型条件也很出众，演技也日益成熟  表演拿捏得张弛有度，感情的收放也是恰到好处，高挑的身材再加上不凡的身手，使得陈佳佳具备成为新一代打星的良好条件。（新浪娱乐评）

陈佳佳扮演的角色，要么是武功高强的魔女，要么是憨态可掬的村姑，跨度很大，然而她都能很快入戏，并且将这些形象演绎得出神入化。（新华网评） 她饰演的“瓜葛洛”形象与个性深入人心，这个已经跳跃出了电影本身。（新浪娱乐评）