少年时入承德市歌舞团从事歌舞专业,主演过多部舞剧,曾在全国舞蹈比赛中获优秀表演奖。1980年就读于河北医学院承德医专；1986年就读于中央戏剧学院表演专业。期间曾加盟香港无线电视台从事演艺事业两年。爱好广泛,尤精武术,现为中国“少北拳”全国指导委员会副主任,中国“少北拳”形象大使。
2005年9月25日,陈之辉接到电视连续剧《卧薪尝胆》剧组的邀请,扮演灵姑浮。2013年4月4日,参演电影《忠烈杨家将》上映。2020年9月28日,参演麦咏麟执导的动作电影《龙虎斗》。2021年4月29日参与主演的电影《真·三国无双》在中国香港上映,5月1日在中国大陆上映；11月29日,主演的古装爱情电影《小医仙》将登陆腾讯视频。2022年5月23日,参演武侠剧《说英雄谁是英雄》。在剧中饰演元十三限。2022年6月30日,参演《烈火战马》,饰演黎寿昌。2022年8月31日,参演武侠剧《飞狐外传》,饰演周铁鹪。
主演的电视剧《布依女》获文化部金鹰奖,本人获飞天奖最佳男主角提名。主演的电视剧《兰色三环》获国家五个一工程奖。主演的电视剧《三不管》获文化部金鹰奖。参演的电视剧《三国演义》《水浒传》《天下粮仓》均获国家级大奖。