陈国辉自幼喜爱绘画，12岁随父母去美国生活，考入New York School of Visual Arts学习电影。1993年，获得圣丹斯电影节最佳编剧奖。2001年回香港发展。2010年，和夏永康联合执导电影《全城热恋》，累计票房1.3亿元。2011年，和夏永康联合执导电影《全球热恋》。 2015年，执导博纳影业、二十世纪福克斯联合出品电影《新娘大作战》，累计票房1.73亿元。同年，执导电影《怦然心动》，累计票房1.60亿元。2019年，执导电影《烈火英雄》。