1961年10月7日於香港出生，自幼喜歡看電影。1981年中學畢業後考入麗的電視(現稱亞洲電視)當場記，1982年轉投無綫電視，當杜琪峯的助理編導，1985年升任編導，曾拍攝《雪山飛狐》(1985)、《倚天屠龍記》(1986)等電視劇。1987年離開無綫，為黃百鳴導演的《呷醋大丈夫》(1987)與梁普智導演的《殺之戀》(1988)做執行導演，然後到珠城拍錄影帶劇集。1989年再入亞視任編導及監製，拍製了《皇家檔案》(1989)、《中華英雄》(1989)等劇集。1990年執導首部電影《天若有情》，票房口碑都相當好，讓劉德華演的華弟成為經典角色。接著連續七、八年陳木勝都是電影電視同時進行，電影方面以警匪動作電影為多，1995年的《旺角的天空》和1996年的《衝鋒隊怒火街頭》的成功，使陳木勝成為最炙手可熱的動作片導演之一。電視方面他亦編導及監製了《勝者為王》(1991)、《洪熙官》(1994)、《精武門》(1995)等劇集。1998年後全身投入電影圈，與成龍聯合導演《我是誰》，及後執導《特警新人類》、《雙雄》、《新警察故事》、《三岔口》、《寶貝計劃》、《男兒本色》、《保持通話》、《全城戒備》、《新少林寺》等，最新作品為《掃毒》。

陳木勝曾以《衝鋒隊怒火街頭》、《雙雄》、《新警察故事》、《三岔口》及《保持通話》五度獲香港電影金像獎最佳導演獎提名，以《男兒本色》獲長春國際電影節優秀電影獎。而他導演的電影讓吳孟達以《天若有情》獲最佳男配角獎、吳彥祖以《新警察故事》獲金馬獎與百花獎最佳男配角獎、成龍以《新警察故事》獲金雞獎最佳男主角獎、郭富城以《三岔口》獲金馬獎最佳男主角獎，還先後獲十項金像獎與金馬獎的剪接、動作指導、視覺效果、攝影獎項。

此外，他亦為麥兆輝導演的《願望樹》(2001)與關信輝導演的《賤精先生》(2002)擔任監製。