陳夔龍原籍江西省撫州市崇仁縣，先世遷入貴州省貴陽（其父在貴州做知縣）。8歲時喪父，家境日貧，賴其母撫養成人，同治十一年（1872）取秀才，光緒元年(1875)考取舉人第一名，后曾為四川總督丁寶楨的幕僚。光緒十二年(1886)參加全國會試，中三甲進士，授兵部主事。其人美風儀，善文辭，遞由兵部主事遷郎中，兼充總理各國事務衙門章京，因佐理外交頗有才能，于是擢內閣侍讀學士，躋身于京堂之列。光緒二十六年(1900)順天府尹出缺，得兵部尚書黃祿保舉，遷順天府丞，旋署府尹。同年8月14日，八國聯軍攻陷北京后，陳被任命為留京辦事八大臣之一，又再任順天府尹。光緒二十七年(1901)十二月后，調河南布政使，未上任即升漕運總督，到任一年，捐“廉銀”一萬兩，倡修北京正陽門城樓。光緒二十九年（1903）春調任河南巡撫。光緒三十一年（1905）又調任江蘇巡撫，重修姑蘇（即蘇州）城外寒山寺。光緒三十三年（1907）升任四川總督，順道回貴陽掃墓，面見貴州巡撫龐鴻書，謂自治學社張百麟、周培藝等“確系罪魁，宗旨極不純正”主張加害，并捐銀4000兩以助唐爾鏞，任可澄、華之鴻所辦貴州通省公立中學，未上任忽接令改調任湖廣總督。

宣統元年（1909）復調任直隸總督兼北洋大臣。在清廷任官期間，態度守舊，堅守“祖宗成法”，自以為有三件事可以自慰：“一不聯絡新學家，二不敷衍留學生，三不延納假名士”，對變法極為反感，認為“科舉一廢，士氣浮囂，自由革命，遂成今日無父無君之變局”。至于辛亥革命更視為“大逆不道”，“作亂犯上，自取屠戮之戚”。1911年10月武昌起義，力主袁世凱出兵剿滅革命黨人。奕劻以其居北洋首要，唆使其保奏袁世凱，但以袁居心叵測，嚴詞拒絕。對貴州政局亦時時留心，支持憲政派，反對自治學社。進入民國后寓居上海，常嘆“二百六十八年之天下，從此斷送，哀何可言”。張勛復辟時大力支持，被任為弼德院顧問大臣，舉事不濟后，再度匿居滬上，以風月自娛。第二次直奉戰爭，馮玉祥回師北京，幽囚曹琨，將廢帝溥儀逐出紫禁城，對此更是痛心疾首，“瞻望北庭，神魂飛越”。民國二十四年(1935)，竟在其中舉60周年之日大宴賓客，以示不忘“皇家恩典”。抗日戰爭至解放戰爭時期，在上海與清朝遺老陳三立、馬煦，段鴻譏等組織“逸社”，定期約會，飲酒賦詩，排遣憂思。但始終關心桑梓，在上海刊印楊龍友《山水移》，又刻《洵美堂詩集》，重印鄭珍的《巢經巢詩集》。民國三十七年(1948)因病在上海逝世，享年91歲，葬于杭州。