陳小藝出生四川，祖籍河北贊皇縣，父親陳培才，曾擔任成都軍區戰旗話劇團副團長。從小就喜歡錶演，21歲的她在中戲上大四時被導演陳浩選中，出演《外來妹》中的女主角而走紅。

陳小藝和老公劉惠寧是在1997年拍攝電視劇《老房子》時相識的。兩人相戀一年後就結婚。當時陳小藝憑藉電視劇《外來妹》而走紅成為一線明星，為什麼對貌不出眾的劉惠寧情根深種呢？陳小藝解釋說：“那時我確實比他名氣大，但我就是認定了他，我特別欣賞他的才華。

婚後夫婦倆生有一子，取名劉恆甫，小名鐵蛋。陳小藝的老公長相一般，但寶貝兒子小鐵蛋的長相十分討喜，越長越像媽媽白白的面板，個頭高高的，百分百小帥哥一枚。

鐵蛋從小就展現出表演天賦，第一次出鏡還是在他和媽媽拍攝的某個廣告片中，小傢伙在鏡頭前表現得活潑開朗，毫不害羞。那時候陳小藝在新劇宣傳或出席各種活動時總把兒子帶在身邊，鐵蛋一度成為知名度最高的“星二代”。

目前有人向媒體記者透露，陳小藝性格潑辣，在家裡說一就是一，而忠厚老實的劉惠寧多年來對她一直百般忍讓和遷就，但還有人透露去年兩人就已分居了；儘管陳小藝與徐昂的關係也隨之半公開，但劉惠寧仍然抱以寬容和善的態度，希望妻子能回心轉意，一家人幸福在一起。