Nel 1970 Chen Kaige si è arruolato nell'esercito e dopo 4 anni si è congedato per trasferimento al servizio civile. Nel 1976 ha iniziato a lavorare nel Beijng Film Developing and Printing Lab e nel 1978 è stato ammesso alla Facoltà di regia dell'Accademia del Cinema di Beijing, dove si è laureato nel 1982. Dal 1984 fino ad oggi ha diretto "Terra gialla (Huang tu di), La grande parata (Da yue bing), Il re dei bambini, La vita appesa a un filo (Bian zou bian chang), Addio mia concubina (Ba wang bie ji), Le tentazioni della luna (Feng Yue) e altri film.

Ha iniziato con alcune collaborazioni, per poi realizzare il suo primo film "Terra gialla" (Huang Tudi) nel 1984. La storia, basata sul romanzo di Ke Lan, narra la vicenda di un soldato che si reca in un piccolo villaggio del nord della Cina per collezionare canzoni popolari. Denso di metafore visive e allegorie, questo film esamina il rapporto complesso tra passato e presente. Il film ha vinto il Premio della migliore fotografia al Golden Rooster Award e il Leopardo d'argento al Festival Internazionale del film di Locarno.

Del 1993 è il film più famoso di questo regista, Addio mia concubina (Ba wang bie ji) che ha vinto la Palma d'Oro a Cannes. Con questo capolavoro Chen Kaige raggiunge l'apice della sua arte cinematografica riuscendo a unire la cura della ricerca estetica alla liricità e alla forza della tensione narrativa.

Nel 2005, Chen Kaige ha realizzato il film in costume The Promise (Wu ji), che vede la partecipazione di attori cinesi, giapponesi e coreani. Molti sono stati i giudizi sfavorevoli su questa pellicola, che hanno esercitato un'influenza negativa sul lavoro di Chen. Nel 2008, il regista è tornato a interessarsi dell'Opera di Beijing, dirigendo il film biografico "Forever Enthralled (Mei Lanfang)", che narra la storia del maestro dell'Opera di Beijing Mei Lanfang.