1988，代表中央戲劇學(xué)院參加國際戲劇院校戲劇節(jié)，因《掛畫》獲獨(dú)角戲特別大獎。大四那年，她被選中擔(dān)任電視連續(xù)劇《外來妹》的女主角。
1991年，主演電視劇《外來妹》播出，飾演從打工妹到民營企業(yè)帶頭人的“越小云”，該劇獲飛天獎一等獎，陳小藝獲飛天獎最佳女主角提名。
1993年，參演電影《離婚》飾演馬少奶奶，獲得第十七屆百花獎最佳女配角獎。1997年，主演劉惠寧執(zhí)導(dǎo)的電視連續(xù)劇《老房子》。
2002年，在電視劇《苦菜花》中飾演母親馮大娘；與孫紅雷合作主演《激情燃燒的歲月》姊妹篇《軍歌嘹亮》。2003年，參演電影《看車人的七月》獲金雞獎最佳女配角提名。
2006年，與孫紅雷主演劉惠寧導(dǎo)演的電視劇《半路夫妻》，獲得第二屆“中國劇，中國造”最佳女演員；2007年，再憑電視劇《半路夫妻》獲第十三屆上海電視節(jié)白玉蘭獎最佳女演員提名，第二十六屆飛天獎提名。
2007年，與孫紅雷主演電視劇《大工匠》，入圍新浪網(wǎng)第二季度最佳女演員，與搭檔孫紅雷獲得“BQ07年度紅人榜之熒屏最佳拍檔提名”。
2009年，參演民國電視劇《北方有佳人》，劇中陳小藝一改以往的溫柔賢淑，飾演一個刀子嘴豆腐心的養(yǎng)母；并憑借洪喜娘一角提名第十六屆上海電視節(jié)最佳女演員。
2010年，在電視劇《女人四十》中飾演杜曉玲一角。
2013年5月，陳小藝與張國立、張涵予主演的電視劇《唐山大地震》在山東等四家衛(wèi)視播出，飾演“李元妮”一角。
2014年10月27日，陳小藝、許亞軍主演的《我和我的她們》在安徽、云南、深圳、廣西衛(wèi)視黃金檔播出，陳小藝飾演女主葉子。
