生於臺北，十七歲時進入李石樵門下研習素描。早年深受抽象畫作觀念啟迪，創作與理論並進，1950年代末起，憑其傑出的英、日語能力，辛勤且深入的攻讀西方抽象繪畫理論，內化為其個人獨創風格，1969年即代表臺灣參加第五屆國際青年美術家雙年展；1974年獲選為英國皇家藝術學會終生會員，於法、美、中、日等地綻放色彩魔術師的光芒。臺北市立美術館於 2014年舉辦《陳正雄回顧展 1953 - 2013》。於2014年榮獲國家文藝獎。
畫者自述：「我的畫作使用了華麗的色彩以創造出其本身的形象與主題，色彩足以拉近畫家的視野和與觀眾間的距離。」其作品深具「東方抒情抽象」特色。藝評家蕭瓊瑞更表示，陳正雄的技法則呈現著多元活潑的特質，有時既有質感厚實的顏料堆積效果，有時也有書寫流動的線條筆觸趣味。
長期耕耘推動現代繪畫藝術的陳正雄，堅持抽象繪畫創作長達一甲子，創作與論述兼備，影響臺灣與中國的抽象藝術發展，固有「臺灣抽象繪畫先驅」之譽。歷年來應邀參加巴黎著名的五月沙龍展，是獲邀參展的三位華裔畫家（另兩位是趙無極與朱德群）中唯一的臺灣畫家。
