陈表是偏将军陈武与小妾所生之子。陈表年少时便有名声，与诸葛恪、顾谭、张休等人一同侍奉太子孙登，相互间友好和睦。尚书暨艳也与陈表友爱，后来暨艳犯罪，当时人人都设法保护自己，许诺帮助他的人很多，而真正出头的却很少，惟独陈表不这样，因此士子们都很敬重他。陈表后来从太子中庶子之职，被任命为翼正都尉。
建安二十年(215年)，陈表的父亲陈武在跟随孙权攻打合肥的战役中阵亡。陈武死后，陈表以父亲战死沙场为由，请求被任用为将领，率领一支由五百人组成的队伍。陈表为了得到兵士们的效力，便倾心善待他们，兵士们都很爱戴和依附服从他，乐于为他效命。当时有人偷盗官家的财物，众人怀疑是“无难军”中的兵士施明所为。施明一向强壮剽悍，拘捕后受到极为惨毒的拷打，但他宁死不说一句话，廷尉就将此事上报朝廷。孙权考虑到陈表能得军中将士们的信任，诏令将施明交给陈表处理，让陈表随自己的方便去获取事情真相。陈表便打开施明的枷锁并让他洗澡，换上他的衣服，厚办酒席，在酒席间劝诱施明。施明于是自首服罪，将同党一一交代出来。陈表上表汇报。孙权认为陈表非同常人，为了保全他的名声，特地赦免了施明，而将施明的同党全部斩首。施明感激陈表，自己转变为良好品行，终于成为军中健将，官至将军。事后，孙权升任陈表为无难军右部督，封爵都亭侯，以继承他父亲陈武生前的爵位。陈表上书全部辞让，请求将这些封赐转给他已故的哥哥陈脩之子陈延，孙权不允许。
嘉禾三年(234年)，诸葛恪兼任丹杨太守，讨伐平定山越，孙权任命陈表兼任新安都尉，与诸葛恪互相协助治理其地。起初，陈表曾获得新安县二百家食邑的赏赐，此时陈表调察这些人，发觉他们都能用来作很好的兵士，于是上表辞让，请求将他们归还国家，以充实精锐兵力。孙权下诏书说：“您的先人陈武将军有功于国，国家将这批人作为赏赐来报答，您怎么能推辞呢?”陈表于是解释说：“如今歼灭国家的仇敌，为我父亲报仇，应以人为根本。徒使这些精锐的兵力作为我的家仆，并非我的心愿。”于是他将这些人选取以充实自己的部队。当地官员将这一情况上报朝廷，孙权甚为赞赏，下令郡县挑选安排官府服役的人家与贫民来充实陈表所受赏赐的户数。
陈表在官任上三年，广开门径招纳兵力，招募得到一万多人。情况紧急便率领他们出战。正值鄱阳的百姓吴遽等作乱，攻占城池，所属各县动荡不宁。陈表便越过郡界奔赴征讨，吴遽兵败投降。陆逊任命陈表为偏将军，晋封为都乡侯，北往驻守章坑。陈表三十四岁时，死于任上。陈表的家中财物全部用来供养士人，去世当天，他的妻子儿女都露天站立，太子孙登得知后，名人为他们建起屋宅。