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陳數，在北京舞蹈學院附中學習期間，系統學習芭蕾舞、中國古典舞、中國民間舞。1992至1999年在東方歌舞團任舞蹈演員。1999至2001年就讀于中央戲劇學院表演系。2001年，陳數進入了中國國家話劇院。2004年，獲得印度甘地瑜珈學院中級教練員證書。
2001年，陳數出演個人首部電視劇《旅人的故事》，在劇中飾演上海女孩“朱美”，由此進入娛樂圈。
2002年，與吳衛東、馬躍、王思懿聯袂出演的刑偵劇《危險進程》首播，陳數飾演愛上販毒分子后，在愛情與道德中掙扎徘徊的“夏小玉” ；7月1日，與侯勇、周莉共同主演的抗戰電影《聲震長空》上映，陳數在片中飾演想上前線為親人報仇的播音員“鄭之鈺”。
2003年，與馬躍、孔維、楊圣文主演了由楊鳳良執導的刑偵劇《鏗鏘玫瑰》，陳數在劇中飾演剛從警官學校畢業的女刑警“章子惠”。
2004年，與馬躍、張琪、李宏偉一同出演的刑偵劇《毀滅》開播；3月14日，與侯勇、劉長純、許戈聯合出演的抗戰劇《無愧蒼生》播出，陳數飾演的陸冰冰一角，年齡跨度近四十年。
2005年，與馬躍、劉威葳領銜主演的諜戰劇《古城諜影》首播，陳數出演理智聰慧的情報偵察員“葛茵紅”；10月24日，與柳云龍、王寶強、高明聯袂出演的諜戰劇《暗算》開播，陳數在劇中飾演美貌與智慧并重的天才數學家“黃依依”，并憑借這一角色獲得了改革開放三十年來“十大經典電視劇人物獎”。
2007年，與黃曉明、孫儷、黃海波共同主演的民國情仇劇《新上海灘》播出，陳數飾演風情萬種、善良多情卻又孤獨彷徨的交際花“方艷蕓”；4月11日，與李強、韓青、寧曉志聯合主演的懸疑劇《食人魚事件》播出，陳數在劇中飾演肩負重任的偵察科長“沈鷗”；4月12日，陳數在“2007福布斯中國名人頒獎典禮”上獲得了“最具潛力名人獎”。
2008年，與吳秀波、浦蒲、孫淳一同主演的都市情感劇《相思樹》首播，陳數出演因不安于現狀而出軌的電臺女主播“尚潔”；5月，領銜主演的話劇《日出》在國家大劇院首演，陳數飾演追求奢華的物質生活，卻又在精神上厭惡這種生活的交際花“陳白露”；12月22日，陳數在BQ2008紅人榜頒獎典禮上憑借話劇《日出》獲得了年度藝術紅人獎。
2009年，與黃覺、王學兵領銜主演的民國愛情劇《傾城之戀》播出，陳數飾演感情之路坎坷的白家六小姐“白流蘇”，憑借這一角色獲得了第四屆韓國首爾電視節最佳女演員獎提名，第4屆華鼎獎中國愛情題材類最佳女演員獎；9月16日，歷史電影《建國大業》首映，陳數在片中客串婦女代表一角；12月10日，領銜主演的話劇《簡·愛》首演。
2010年，陳數與巍子、楊志剛聯袂出演的傳奇劇《鐵梨花》開播，她在劇中飾演聰明大氣的傳奇女子“鐵梨花”，并憑借該角色獲得了第17屆上海電視節白玉蘭獎電視類最佳女演員獎、第26屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛的電視劇女演員獎以及第6屆華鼎獎電視劇最佳女主角獎；11月1日，與黃海波、楊志剛、巍子共同主演的抗戰劇《將·軍》播出，陳數飾演有情有意的粵調名伶“沈紅玉”。
2011年，陳數登上2011年央視兔年春晚，與黃宏、孫濤、張凱麗合作表演了小品《“聰明”丈夫》，該節目獲得了我最喜愛的春節聯歡晚會節目評選活動小品類二等獎；3月18日，簽約SMG尚世影業；8月，陳數參加中國電視藝術家協會演員工作委員會成立儀式，并被授予副會長頭銜。
2012年，搭檔黃磊主演的都市情感劇《夫妻那些事》在湖南衛視播出，陳數在劇中飾演外表堅強但內心柔軟的建筑設計師“林君”；3月8日，與舒淇、余文樂、奚美娟聯合出演的愛情懸疑電影《情謎》上映，陳數在片中飾演年輕性感的舞臺劇演員“Amy”；3月10日，與陳寶國領銜主演的抗戰劇《正者無敵》首播，陳數在劇中飾演川軍師長馮天魁美貌智慧、風情萬種的的二姨太“沈虹”，由此獲得了第19屆上海電視節白玉蘭獎連續劇類最佳女演員提名；6月，陳數出任第18屆上海電視節白玉蘭獎評委。
2013年，與林永健領銜主演的都市情感喜劇《天真遇到現實》首播，陳數在劇中飾演樂觀、天真的單身媽媽“楊天真”；1月14日，在新浪2012微博之夜慶典中，陳數獲得了微博年度風雅人物獎；3月31日，陳數獲得了2012中國電視劇年度明星盛典“年度十佳女演員獎”；11月25日，參演的環保公益短片《地球來信了》上映。
2014年，與孫紅雷、巍子共同主演的年代傳奇劇《一代梟雄》開播，陳數飾演氣質如蘭的留洋歸國女教師“程立雪”；4月4日，搭檔黃磊主演的都市情感劇《我愛男閨蜜》首播，陳數在劇中扮演獨立堅強的都市職業女性“葉姍”；9月30日，與王雷、張小磊、張魯一聯袂出演的都市情感劇《談判冤家》播出，陳數飾演把工作放在首位的職場女強人“喬楚”；12月16日，與孫淳、翟天臨、種丹妮聯合主演的情感劇《劇場》播出，陳數在劇中飾演性格倔強、純粹的話劇明星“郁珠”；12月17日，陳數在“國劇盛典”上獲得了“年度人物”獎。
2015年，由雷德利·斯科特執導，馬特·達蒙、杰西卡·查斯坦、杰夫·丹尼爾斯等主演的科幻冒險電影《火星救援》首映，陳數在其中飾演中國航空航天局官員“朱濤”；12月3日，由楊冪、李易峰領銜主演的浪漫愛情電影《怦然星動》上映，陳數在片中飾演男主角手腕強硬的前任經紀人“眉姐”。
2016年，友情出演的都市家庭情感劇《小別離》播出，陳數在劇中飾演男主角方圓的初戀“陳潔”；9月13日，出演的古裝神話劇《朝歌》開機，陳數飾演端正大氣的“女媧”。
2017年，與鹿晗、古力娜扎、吳倩等共同出演的古裝玄幻劇《擇天記》首播，陳數在劇中飾演擁有鳳凰血脈的一代女王“天海圣后”，這是其出演的首部古裝劇；9月，領銜主演的話劇《海上夫人》在上海首演。
2018年，與雷佳音、李光潔領銜主演的諜戰劇《和平飯店》首播，陳數在劇中飾演高級偵緝專家“陳佳影”；5月23日，憑借話劇《海上夫人》獲得2018壹戲劇大賞年度最佳女演員。
2019年，參加綜藝節目2018《國劇盛典》。同日，獲2018國劇盛典年度實力女演員獎。1月5日，參演的電視劇《幕后之王》播出，在劇中飾演郁海倫。3月5日，參加的綜藝節目《見字如面》第三季在騰訊視頻播出。9月30日，參演的電影《中國機長》在中國大陸上映。11月15日，參演的電影《長安道》在全國上映，在劇中飾演林白玉。
2020年，參演的電視劇《完美關系》在湖南衛視金鷹獨播劇場、騰訊視頻、愛奇藝視頻、芒果TV播出，在劇中飾演斯黛拉。3月15日，參加的綜藝節目《天天向上》在湖南衛視播出。5月26日，主演的電視劇《誰說我結不了婚》定檔在愛奇藝播出，在劇中飾演田蕾。9月15日，獲第七屆中國電視好演員藍組女演員提名。9月17日，參演的電視劇《最美逆行者》定檔在央視綜合頻道播出，在劇中飾演肖寧。9月29日，參演的電視劇《在一起》定檔在東方衛視、騰訊視頻、愛奇藝和優酷播出，在劇中飾演陳如。10月1日，主演的電影《我和我的家鄉》定檔在中國內地上映，在劇中飾演姜校長。10月28日，獲第三屆初心榜2020年度青年榜樣獎。
在一起2020-9-19 飾演陳如 導演姚曉峰、李寧 主演陸毅、闞清子、逯恣禎、涂凌
最美逆行者2020-9-17 飾演肖寧 導演巨興茂 主演王志飛、劉威葳、任帥、任敏
誰說我結不了婚2020-5-26 飾演田蕾 導演何念 主演潘粵明、童瑤、袁文康、許芳銥
完美關系2020-2-18 飾演斯黛拉 導演安建 主演黃軒、佟麗婭、高露、王森
幕后之王2019-1-5 飾演郁海倫 導演李駿 主演周冬雨、羅晉、張雨綺、劉芮麟
和平飯店2018-1-25 飾演陳佳影 導演李駿 主演雷佳音、李光潔、陶慧、張巖
擇天記2017-4-17 飾演圣后 導演鐘澍佳 主演鹿晗、古力娜扎、吳倩、曾舜晞
朝歌2017 飾演女媧 導演李達超、劉鎮明、任海曜、朱禮和 主演張哲瀚、吳謹言、保劍鋒、許凱
小別離2016-8-15 飾演陳潔 導演汪俊 主演黃磊、海清、朱媛媛、韓青
劇場2014-12-16 飾演郁珠 導演楊文軍 主演孫淳、翟天臨、種丹妮、鮑大志
我和我的家鄉2020-10-1 飾演姜校長 導演寧浩、徐崢 主演范偉、徐崢、盧靖姍、張譯
長安道2019-11-15 飾演林白玉 導演李駿 主演范偉、宋洋、焦俊艷、余皚磊
中國機長2019-9-30 飾演劉長健妻子 導演劉偉強 主演張涵予、歐豪、杜江、袁泉
怦然星動2015-12-3 飾演眉姐 導演陳國輝 主演楊冪、李易峰、王耀慶、張云龍
火星救援2015-10-2 飾演朱濤 導演雷德利·斯科特 主演馬特·達蒙、杰西卡·查斯坦、克里斯汀·韋格、杰夫·丹尼爾斯
地球來信了2013-11-25 飾演媽媽 導演高曉松 主演劉宸希、張子健、許晴、胡靜
情謎2012-3-8 飾演Amy 導演黎妙雪 主演舒淇、余文樂、奚美娟、張乃天
建國大業2009-9-16 飾演文化界代表 導演韓三平、黃建新 主演唐國強、張國立、許晴、劉勁
聲震長空2002-7-1 飾演鄭之鈺 導演陳力 主演侯勇、周莉、高冰、杜珺
2008年5月21日，在由演藝界和企業界愛心人士聯合舉辦的“托起明天的太陽”關愛災區兒童慈善義拍酒會上，陳數委托經紀人將她珍藏的一件綠色旗袍捐出拍賣，所得款項全部捐入紅十字基金會，用于災區孩子的安置；6月1日，陳數聯合某手機娛樂軟件推出《日出》限量1000套精美明星片線上義賣活動，所得收入全部捐給中國紅十字會，用來幫助四川災區的孩子們。
2009年5月6日，話劇《日出》在演出前與中國紅十字基金會共同舉辦了該劇道具的慈善拍賣，女主角陳白露在劇中的長裙經過扮演者陳數的努力，最終被拍得七萬元人民幣。在演出結束后，陳數對中國集郵總公司所發行的《永遠的陳白露》郵折進行了義賣簽售，款項捐給聯合國兒童基金會慈善基金。
2010年11月，陳數作為志愿者代表參加了于深圳舉辦的“千萬微笑·分享·愛”2010慈善義拍晚宴，為貧困地區兒童捐建“夢想中心”募集善款。
2011年6月22日，陳數以2011“亞洲熄燈兩小時”活動代言人的身份，在中央廣播電視塔前與現場觀眾互動，宣傳綠色低碳環保理念。
2012年9月初，陳數與沙寶亮為“愛佑·上海寶貝之家”公益項目獻聲，演繹了公益歌曲《最好的未來》；9月，陳數應邀拍攝《時尚健康》年度粉紅特刊封面，引導更多的女性朋友關注自己乳房健康。
2013年3月21日，陳數因為發起和推進“扶貧和幫助農民工子女上學”公益項目活動，在第三屆“明星公民暨金牌推手”頒獎盛典中獲得了“明星公民”稱號；8月，陳數作為真愛夢想分享愛形象大使，出席了上海真愛夢想基金會“北京分享愛慈善義拍晚宴”。
2017年6月15日，陳數亮相某慈善基金啟動儀式，為先天缺陷兒童慈善項目助力。
2018年9月27日，陳數在京出席《SHU理生活》宣傳片首發發布會，被授予丹麥生活家——HYGGE形象大使（Hygge Ambassador）。
2012 ? ?第26屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛的電視劇女演員獎 ? ? 鐵梨花 ? ?（獲獎）
2013 ? ?第19屆上海電視節-白玉蘭獎最佳女演員獎 ? ? 正者無敵 ? ?（提名）
2011 ? ?第17屆上海電視節-白玉蘭獎最佳女演員獎 ? ? 鐵梨花 ? ?（獲獎）
2019 ? ?第11屆澳門國際電影節最佳女配角獎 ? ? 長安道 ? ?（獲獎）
2018 ? ?2018壹戲劇大賞年度最佳女演員 ? ? 海上夫人 ? ?（獲獎）
2018 ? ?第24屆華鼎獎中國百強電視劇最佳女主角 ? ? 和平飯店 ? ?（獲獎）
2018 ? ?國劇盛典年度實力女演員 ? ? （獲獎）
2014 ? ?國劇盛典年度人物獎 ? ? （獲獎）
2013 ? ?2012中國電視劇年度明星盛典-年度十佳女演員獎 ? ? （獲獎）
2013 ? ?第1屆電視劇導演工作委員會表彰大典優秀女主角 ? ?鐵梨花 ? ?（獲獎）
2012 ? ?MSN星月年度最受歡迎女演員獎 ? ? （獲獎）
2011 ? ?搜狐冬季電視劇盛典最佳女演員獎 ? ?（獲獎）
2011 ? ?《時尚先生》“年度電視劇女演員獎” ? ?（獲獎）
2011 ? ?第6屆華鼎獎最佳女主角 ? ? 鐵梨花 ? ?（獲獎）
2011 ? ?MSN時尚夜獲得星月風尚人氣演員 ? ?（獲獎）
2011 ? ?2011年度《東方影視盛典》獲得最具實力演員 ? ?（獲獎）
2010 ? ?江蘇衛視最具實力女演員 ? ?鐵梨花 ? ?（獲獎）
2010 ? ?濟南電視節最受歡迎女主角獎 ? ?鐵梨花 ? ?（獲獎）
2010 ? ?“華鼎中國愛情題材類”最佳女演員 ? ?傾城之戀 ? ?（獲獎）
2010 ? ?“國劇盛典” 最佳角色大獎 ? ?鐵梨花 ? ?（獲獎）
2009 ? ?韓國首爾電視節-最佳女演員 ? ? 傾城之戀 ? ?（提名）
2008 ? ?改革開放三十年“十大經典電視劇人物獎” ? ? 暗算 ? ?（獲獎）
2017 ? ?南方周末年度責任領袖獎 ? ?（獲獎）
2011 ? ?《京華時報》公益周刊公益明星獎 ? ?（獲獎）
2013 ? ?新浪微博之夜年度風雅獎 ? ? （獲獎）
2013 ? ?《精品購物指南》二十周年時尚盛典“創行非凡獎” ? ?（獲獎）
2012 ? ?《優品》五周年盛典獲“優品文化中國行大使” ? ?（獲獎）
2012 ? ?鳳凰時尚之選“優雅榜樣獎” ? ?（獲獎）
2011 ? ?《南方人物周刊》魅力50人頒獎禮“旖旎之魅”獎 ? ?（獲獎）
2011 ? ?《世界》雜志“旅游盛典”優雅明星旅行家 ? ?（獲獎）
2011 ? ?《精品購物指南》榮獲“年度風云女星” ? ?（獲獎）
2011 ? ?精品傳媒時尚盛典“年度矚目女星” ? ?（獲獎）
2011 ? ?中國電視榜“中國臉”殊榮 ? ?（獲獎）
2009 ? ?“星尚大典——進取先鋒人物” ? ?（獲獎）
2012 ? ?年度最具影響力女演員 ? ?（獲獎）
2011 ? ?年度最具價值女演員 ? ? （獲獎）
2010 ? ?突破女演員獎 ? ?鐵梨花 ? ?（獲獎）
2008 ? ?“年度藝術紅人”獎 ? ? 日出 ? ?（獲獎）
2020-10-20 ? ?第七屆中國電視好演員獎 中國電視好演員優秀演員（藍組女演員） ? ? （獲獎）
陳數才藝豐富、氣質出眾，在鏡頭前眉梢眼角都是風情。飾演的每一個角色都讓人回味無窮。無論是《暗算》中的黃依依、《傾城之戀》里的白流蘇、《新上海灘》里的方艷蕓，還是《鐵梨花》中的傳奇女子、《夫妻那些事》中的林君，陳數演繹的一個個人物魅力十足，卻又存在云泥之別。（導演高希希、新浪娛樂評）
從《新上海灘》中風情萬種的“交際高手”到《相思樹》中為愛癡狂的“精神貴族”，從《傾城之戀》中知性優雅的“旗袍女王”到《鐵梨花》中匪氣十足的“女中丈夫”，她將中國女人的堅毅、獨立與剛強的自尊特質演繹的入木三分，她用穩重大器而又不失張力的表演，描摹出一幅幅不同時代背景下女性生存浮世繪。”。（《新周刊》評）
陳數的美更多地呈現在她飾演的角色身上：在電視劇《暗算》中，她是聰明機智的數學家黃依依；在電視劇《新上海灘》中，她是醉生夢死的交際花方艷蕓；在話劇《日出》中，她是脫胎換骨的陳白露；在電視劇《傾城之戀》中，她是與情場高手過招的上海女人白流蘇；在電視劇《鐵梨花》中，她是匪氣十足的“女丈夫”鐵梨花；在電視劇《夫妻那些事》中，她又是現代知識女性林君。如此多樣的角色、百變的造型，陳數都游刃有余，胸有成竹地把握著一貫的穩重與優雅。（《中國文化報》評）
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