1977年，中學畢業的陳玉蓮進入香港無線電視臺第6期藝員訓練班。在導演譚家明力薦下，獲得無線簽約正式入行。
1978年，在鄭少秋、汪明荃主演的《倚天屠龍記》中扮演波斯圣女小昭。
1981年，在鄭少秋、趙雅芝主演的《飛鷹》里出演折劍山莊的大小姐趙靈。
1982年，主演金庸武俠劇《天龍八部》，飾演女主角神仙姐姐王語嫣。
1983年，主演金庸劇《神雕俠侶》，飾演女一號不食人間煙火的小龍女。
1988年，出演臺灣版《射雕英雄傳》飾演女一號古靈精怪的黃蓉。
1989年，出演動作類電影《至尊無上》，在劇中飾演飾演女主角童可人。
1990年，主演電視電影《玉梨魂》，飾演女一號顧玉梨，奪得上海國際電視節最佳女主角殊榮。
1991年，在武打電影《智勇和尚》里飾演女主角顧小云。
1992年，接演臺灣電視劇《大紅燈籠高高掛》，飾演四姨太頌蓮。
1993年，退出演藝圈。
2008年，息影14年后復出，與劉松仁合作電視劇《原來愛上賊》，兩人譜寫了一段失婚女子愛上賊黨首腦的愛情戀曲。陳玉蓮飾演溫柔樂天的失婚師奶“包蓉蓉”，得到佯裝成餐廳老板的盜賊集團首腦劉松仁的照顧，重返職場，闖出師奶一片天。
2012年，參演TVB臺慶劇《名媛望族》，飾演晚清格格愛新覺羅·爾嫣。
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