清华大学学士、硕士和博士学位，并先后在美国Illinois大学和Stanford大学从事博士后研究。

1995年，陈大同在硅谷联合创办了OmniVision Technology 公司。该公司研发出了世界上首颗单芯片彩色CMOS图像传感器， 并于2000年在美国NASDAQ 成功上市。2001年，陈大同在上海又联合创办了展讯通信公司。该公司研发成功世界首颗TD-SCDMA(3G)手机核心芯片, 荣获2006年国家科技进步一等奖, 并于2007年在美国NASDAQ成功上市。

2008年起，陈大同任北极光创投的投资合伙人；2010年初他又创办了华山资本投资公司。陈大同博士目前持有34 项美国及欧洲专利，并荣获2006年度全国发明创业特等奖。他现任清华大学教育基金会理事、中国发明协会理事和中国半导体协会常务理事，并曾任清华企业家协会主席。