陈思思在1955年拍摄了电影处女作《凤鸣》,成名作是1957年拍摄的《红灯笼》。
后来更相继主演《魔影》、《金美人》、《香喷喷小姐》等片。
1964年在香港武侠经典《云海玉弓缘》中饰演豪爽、多情的侠女厉胜男。
陈思思1961年与当时凤凰电影公司的英俊小生高远结婚。但陈思思在主演完《我不要离婚》后,于1970年与高远正式离婚。
1978年,四十岁的陈思思重新回到长城电影公司,受凤凰公司导演鲍方邀请,复出拍摄了古装武侠悬疑故事片《密杀令》,这是她的最后一部电影。
1978年曾被《长城画报》评选为香港大明星之一。1984年,中央电视台春节迎新晚会,陈思思以香港地区的艺人代表出场亮相。陈思思在晚会上不仅表演《三笑》中的经典唱段,还作为节目主持人,成为万众瞩目的焦点。