他1918年生于杭州。童年时期喜欢养花种草、叠石理水，爱好绘画和古典诗词。1938年，入之江大学文学系中国语文学科，曾师承著名学者夏承焘教授，打下了深厚的国学功底。上世纪50年代进入同济大学，转向古建筑园林研究，终成国内首屈一指的古建筑园林大家。
陈从周在勘查古建筑园林的同时，创作了大量散文随笔和诗词，其中融入了他对古建筑园林的独到见解。他还具有出众的绘画才能，为著名画家张大千入室弟子，年仅30岁时便在上海首开个人画展，以“一丝柳，一寸柔情”的诗情画意引起画坛瞩目。
然而，陈从周始终称自己“以曲解园，以园托命”，从中可看出园林在他一生中所占的重要地位。他认为园林是一门融建筑、园林、文学、艺术等门类的综合艺术，好的园林要具有“虽由人作，宛自天开”的艺术境界。他从中国文学、美学、昆曲等多方面研究中国园林，为中国园林研究探索出一条新的路径。他提出“造园有法而无式，精在体宜（得体），妙在因借（因地制宜，借景）。叠山则水随山转，山因水活，如是而已。”并对园林建设与研究提出了辩证的见解：“园林有其个性，更有其地方性，故产生园林风格，也因之而异，即使同一地区，亦有市园、郊园、平地园、山麓园等之别。园与园之间亦不能强求一到，而各地文化艺术、风土人情、树木品性、山水特征等等，皆能使园变化万千，如何运用，各臻其妙者，在于设计者之运思，故言造园之学，其识不可不广，其思不可不深。”（《说园》四）
陈从周不仅是一位书斋里的学者，他还直接参与了大量古建筑园林的修复、营造和保护工作。上世纪50年代，参与指导上海龙华寺塔修理工程；60年代初，参与指导上海豫园、嘉定孔庙、松江余山秀道者塔的修复、设计工作。80年代，设计修复了上海龙华塔、宁波天一阁、如皋水绘园等。
为了弘扬传统中国文化，1978年他以苏州网师园为蓝本，在美国纽约大都会博物馆建造了“明轩”，成为“将中国园林艺术推向世界之现代第一人”。