陈玉勋喜欢绘画和重金属摇滚乐。1989年，陈玉勋从淡江大学教育资料科学系毕业。大学毕业之后进入民心工作室从事电视剧的实务工作。1992年，执导电视剧《母鸡带小鸭》，该剧入围金带奖最佳戏剧节目奖。
1993年新闻局电影年期间，担任短片之编导；同年，以电影《
热带鱼》获得优良剧本及国片辅导金。1995年，自编自导个人首部电影《热带鱼》，该片获得法国蒙贝利耶电影节最佳影片金熊猫奖，第32届台湾电影金马奖最佳原创剧本奖。1996年，以剧本《
爱情来了》获得一千万国片辅导金。
1997年，自编自导由
坣娜、
施易男、
黄子佼联合主演的喜剧电影《爱情来了》，该片获得日本东京影展青年导演竞赛单元、第34届台湾电影金马奖最佳原创剧本奖。2000年，执导MV《
心中无别人》。2004年，担任MV《
园游会》的导演，该歌曲由
周杰伦演唱。2005年，执导MV《
憨人》。2008年，执导MV《
出头天》；同年，执导MV《
你不是真正的快乐》，该歌曲由
五月天演唱。
2010年，与
沈可尚、
侯季然联合执导的三段式电影《
茱丽叶》上映。2011年，执导短片《海马洗头》；同年，与
王小棣、
王童等导演联合执导剧情电影《
十加十》。2013年，执导由
杨佑宁、
夏于乔、
林美秀联袂主演的喜剧电影《
总铺师》，该片主要讲述了詹晓婉跑路回台南后开始的一段对于台湾“古早味”的追寻之旅。
陈玉勋编剧兼执导的影片《健忘村》，融合荒诞、讽刺、吊诡、疯癫等风格于一体，同时杂糅喜剧、魔幻、悬疑等类型元素，创造出一种既荒诞又具童趣的独特风格。影片通过讲述裕旺村中村民对于神器“忘忧”的控制和反控制，表达了导演陈玉勋对于理性和自然问题的思考。影片相对客观等描述了理性和自然两者的状态和关系，然而在表面的客观下，陈玉勋在电影中阐述出无功利性的自然人代表了在理性与自然夹缝中的人的生存状态，然而无功利者力量薄弱终将无力拯救走向理性的社会（《新世纪剧坛》、《电影文学》综合评）。