陈师道出身于仕宦家庭，祖父陈洎，官至三司盐铁副使，赠工部侍郎；父亲陈琪，官至国子博士通判绛州。到陈师道时，家境已衰落，《先夫人行状》云：“先君以家赀让群弟蓄孤振穷，欲死恤终。夫人同之，不以累其夫。先君卒贫，不能家，夫人以大家子就下养，人以为忧，夫人安之，不以累其子，年高而家益贫。”
陈师道早年娶郭概之女为妻，迫于生计，妻女皆在岳父家就食。16岁时从师曾巩。当时朝廷用王安石经义之学以取士，陈师道不以为然，不去应试。元丰四年（1081），曾巩奉命修本朝史，荐陈师道为属员，因其布衣而未果。太学博士正录荐师道为学录，他推辞不就。当时的执政大臣章惇曾托秦观致意，让陈师道往见，准备加以荐举，他却回答：“士不传贽为臣，则不见于王公。”（《与少游书》），拒不谒见。
元祐二年（1087），当时任翰林学士的苏轼与傅尧俞、孙觉等推荐他任徐州州学教授。四年，苏轼出任杭州太守，路过南京（今河南商丘），陈师道到南京送行，以擅离职守，被劾去职。不久复职，调颍州教授。当时苏轼任颍州太守，希望收他为弟子。陈师道以“向来一瓣香，敬为曾南丰”，婉言推辞。但苏轼不以为忤，仍然对他加以指导。绍圣元年（1094），他被朝廷目为苏轼余党，罢职回家。他家境贫寒，但仍专力写作，欲以诗文传于后世。元符三年（1100），复除棣州教授，赴任途中，改除秘书省正字，未上任即卒。