1940年7月20日生於成都，1959年起先後就讀於北京大學物理系和中文系。1965年因給毛澤東寫一封《對黨和政府的若干意見》的長信，批評中國共產黨、國家生活中的不民主，被定性為「反革命分子」，在文化大革命中遭到批鬥。1969年至1978年被分配到河南省農村改造，後來在河南駐馬店地區文教局任科長，兼任確山縣瓦崗人民公社書記和駐馬店地區農校（原國家科委幹校）校長，期間，對中國的經濟、教育、社會問題做了大量調查研究。

1980年代，陳一諮積極推動中國改革，為改革開放出謀劃策，策劃成立中國經濟體制改革研究所並擔任所長，中國經濟體制改革研究所與農村研究發展中心、中信國際所和北京青年經濟學會，此「三所一會」是時任中共總書記趙紫陽的四大核心幕僚機構。

1989年八九民運爆發後，陳一諮聯合各界人士反對武力鎮壓，並以「三所一會」的名義發表了《關於時局的六點聲明》；學運遭武力鎮壓後，陳一諮被李鵬定為趙紫陽的「黑線」和學生運動之「黑手的樞紐」而成為頭號秘密通緝犯。6月4日凌晨3時，在鎮壓進行時，陳一諮撰寫《我的辭職和退黨聲明》發表，指責以李鵬等既得利益者發動軍事政變「清算革命」。中共元老萬里當時托人帶口信「留得青山在，不怕沒柴燒」，陳一諮因此於6月5日逃至海南省，經法國轉逃美國並流亡海外。

1989年在法國巴黎籌組「民主中國陣線」，1990年4月，和臺灣旅美學者余英時發起並組建了獨立學術組織「當代中國研究中心」，希望組織一批有志者推動中國制度變革和民主進程。2002年發現罹患淋巴癌。2009年曾計劃返回中國大陸醫療，中國政府提出以「寫保證書」為返國條件。陳一諮拒絕接受。 2013年5月下旬，出版70餘萬字的《陳一諮回憶錄》，回顧其出生的1940年代到1989年六四天安門事件約半世紀的經歷。

2014年4月14日，美西時間下午3點，在洛杉磯家中病逝。