原籍安徽桐城。生于西安。1957年考入陕西省话剧团（1960年更名为陕西省人民艺术剧院）。1958年随剧团并入西安电影制片厂。1978年考入中央戏剧学院导演系。1981年毕业后回到陕西省人民艺术剧院，导演了日本剧作家森本薰的《女人的一生》。1985年加入中国铁路文工团。1986年5月5日，她导演的W.莎士比亚的《奥赛罗》在二七剧场首演。她在该剧中对于舞台空间的处理和人物心理时空的运用得到业界好评。此后，她在中国铁路文工团导演了《女儿归》等8个小品，以及《寻梦》《红岩》《父亲的车站》《人生感受》等作品。其中《人生感受》获得第3届文华奖。1998年调入上海文化广播影视管理局创作中心任导演。导演了中国原创话剧《商鞅》、中国国家大剧院版意大利歌剧《图兰朵》等。导演的其他作品有话剧《白居易在长安》《吁天》《霓虹灯下的哨兵》《家》《雷雨》等，歌剧《张骞》《巫山神女》《赌命》《鼻子》等，京剧《夏王悲歌》《贞观盛世》《梅兰芳》《袁崇焕》等，粤剧《零丁洋》《花月影》《威尼斯商人》等，闽剧《张权与张昭》与《兰花赋》，越剧《红楼梦》与《蝴蝶梦》，黄梅戏《徽州女人》，淮剧《马陵道》，沪剧《董梅赋》，以及儿童剧《白马飞飞》《十二个月》《红领巾》《安徒生》，音乐剧《四毛英雄传》等。

陈薪伊自2007年开始尝试在舞台上借鉴诗歌的创作手段，使用“比”“兴”的手法创作了一些具有诗歌意韵的作品，京剧《梅兰芳》、粤剧《花月影》、话剧《吁天》等都被她创作为交响剧诗。在部分取材于《黑奴吁天录》的《吁天》一剧中，演员王铁成同时扮演黑人汤姆与剧作家曹禺，以黑人的命运“比”“兴”话剧工作者的命运，让人联想到艺术家与当年的黑人一般，在长达百年的历史命运中挣扎、反抗。