2001年，陈艾森在幼稚园读大班时，就被广州市越秀区业余体校的体操总教练相中，一开始学的是体操，7岁时，陈艾森转去学跳水。

2003年，陈艾森进入广州伟伦体校。

2009年12月，在东亚运动会跳水比赛男子双十米跳台决赛中，陈艾森搭档张雁全以486.09分问鼎。

2010年，在跳水大奖赛德国站中，陈艾森一举夺得男子双人十米跳台冠军、男子十米跳台季军；在国际泳联跳水大奖赛加拿大站男子十米跳台中，陈艾森跳出了11个10分，获得银牌。同年，陈艾森在全国跳水冠军赛和中国跳水明星系列赛武汉站均夺得金牌。

2011-2012年，陈艾森赢得跳水明星系列赛、国际泳联跳水大奖赛多项分站十米跳台冠军。在全国跳水冠军赛男子双人十米跳台决赛中，陈艾森搭档吴军以443.04的总分获得冠军，同时在第七届全国城市运动会跳水项目男子十米跳台决赛中，以101.75的单轮破百成绩收官，取得该项目冠军。

2013年，陈艾森在世界泳联跳水系列赛中摘得多项分站赛事男子双人十米跳台桂冠；同年在十二运会跳水比赛中，陈艾森一人独得男子个人全能、男子双人十米跳台季军。

2014年2月，陈艾森以527.25分夺得国际泳联跳水大奖赛西班牙马德里站男子十米跳台冠军。4月，在全国跳水冠军赛男子十米跳台比赛中，陈艾森以一套难度系统达22.3的难度动作勇夺冠军，继男子双人十米跳台夺冠之后成就双冠王。7月，在第19届国际泳联跳水世界盃中，陈艾森搭档黄小惠，以408.60分击败乌克兰和俄罗斯选手荣膺男女混合团体赛冠军。9月，在仁川亚运会跳水比赛男子双人十米跳台中，陈艾森搭档张雁全，以462.90分的总成绩夺冠。

2015年3月，陈艾森首次搭档何姿，在全国跳水冠军赛男女混合三米板决赛中，以315.00分获得冠军。7月，在世界游泳锦标赛跳水比赛男子双人十米跳台决赛中，陈艾森与林跃在六跳中共出现了10个10分，自始至终一路领先，最终以领先第二名46.83分的优势夺冠。

2016年2月，在巴西跳水世界盃中，陈艾森分别夺得男子双人十米跳台冠军、男子十米跳台亚军。8月，在里约奥运会男子双人十米跳台决赛中，陈艾森与林跃凭以总分496.98分夺得冠军；在男子十米跳台决赛中，陈艾森以585.30分的总成绩夺得金牌，成为奥运历史上第一位在男子跳水同时收穫单人和双人金牌的运动员。

2017年7月，在国际泳联世锦赛跳水男子双人十米跳台决赛中，陈艾森搭档杨昊以总成绩498.48分夺得冠军；同时，陈艾森以总成绩585.25分获得男子十米跳台亚军。8月，在第十三届全运会跳水比赛中，陈艾森不仅以613.55分摘得男子十米跳台桂冠，而且与队友杨昊以496.95分获得男子双人十米跳台冠军，与何超、黄博文、彭健烽、谢思埸代表广东队出战，以总成绩3150.57分夺得团体冠军。

2018年3月9日，国际泳联跳水系列赛北京站男子双人10米跳台决赛，去年世锦赛冠军、中国组合陈艾森/杨昊以484.29分夺得冠军。3月11日，国际泳联跳水系列赛北京站男子10米跳台决赛，陈艾森以529.05分获得亚军。3月15日，国际泳联跳水系列赛日本富士站男子双人10米跳台决赛，陈艾森/杨昊以449.91分夺得冠军，实现两连冠。6月8日，2018年第21届国际泳联跳水世界盃，陈艾森/杨昊在男子双人十米台上，以491.73分获得冠军，领先获得亚军的俄罗斯组合60多分；6月14日，全国跳水冠军赛暨亚运会选拔赛男子双人10米台决赛中，世界冠军组合杨昊/陈艾森以493.50分夺冠；8月6日，陈艾森入选第十八届亚运会中国体育代表团名单。8月29日，2018年雅加达亚运会跳水男子双人10米跳台，奥运冠军陈艾森与杨昊搭档一骑绝尘，领先第二名超过60分，最终以总成绩466.47分获得冠军，中国队实现五连冠。

赛场外的陈艾森，是一个生性活泼、爱笑的阳光男孩。平常的生活中他喜欢奇思妙想，也喜欢不拘一格，爱用一些小灵感把自己的生活搞得热闹一些，还会製作一些小视频。

2017年8月，陈艾森首次跨界出演赛车电影《极速人生》。

陈艾森出道早，天赋秉异，技术出色，进入国家队后进步很快。（腾讯网评）

陈艾森属于协调性好、空中感觉好的选手，同时也是比赛型选手。平时训练不会给观众太多惊喜，但到了赛场上，他就能有超水平的发挥。（金羊网评）

陈艾森是一名优秀的跳台选手。他是为数不多能掌握409C的选手，而且完成得出色。相对大多数能完成高难度动作的选手都依靠力量支撑，陈艾森更多是依靠协调性、水感和空中感觉。陈艾森的动作更具美感，给人的感觉是轻鬆舒展的。（金羊网评）