初為鄞縣學徒，寧宗、理宗之際，歷溧水、紹興、鄞縣教授。嘉定間（1217～1224）任江西南城縣令，寶慶三年（1227）任興化軍通判，端平三年（1236）以朝散大夫知臺州，除浙東提舉，次年改知嘉興府。淳v四年（1244），以精研經術，除為國子司業。九年（1249），以侍除寶章閣待制致仕。卒贈光祿大夫。
陳振孫性喜藏書。以藏書知名，在通判興化軍任職（今福建莆田）時，先後訪購和傳錄了當地藏書家如鄭寅、李馥、方漸、鄭樵、林霆等人的藏書，在江西南城任縣令時，當地有藏書家，他抄錄了眾多罕見之書。如唐代元度所撰《九經字樣》，乃是五代開運丙午年（946）刻印的古京本，這是他收藏的最古的版本。還借抄官方禁止刻印的圖書，如《奉詔集》、《親征錄》、《龍飛錄》、《思陵錄》等書，均為珍異之本。藏書樓名為“直齋”。先後積書達51 480卷。周密在《齊東野語》卷12中說：“近年惟直齋陳氏書最多，蓋嘗仕於莆，傳錄夾T鄭氏、方氏、林氏、吳氏舊書至五萬壹千壹百八十余卷，且仿《讀書誌》作解題，極其精詳。”其實，陳振孫不僅在莆田收書。由於他前後任職的浙江、江西、福建都是當時圖書事業比較發達的地區，因此他每到壹地都不辭辛苦地向當地學者、藏書家求教，購買和傳錄典籍，從而大大豐富了自己的收藏。在他後來撰寫的書錄提要中，有不少內容反映了他辛勤收書的過程。經過數十年心營目識和材料的積累，他把自己對於典籍整理研究的心得，按晁公武《郡齋讀書誌》的形式，撰成私家藏書目錄《直齋書錄解題》56卷。
學術價值仿晁公武《郡齋讀書誌》，編成《直齋書錄解題》，是我國第二部著名的私家藏書提要題解目錄。該目原本56卷。它的特點在於解題，它介紹作者生平，舉每書基本大意，評其得失，考辨謬誤。每書不只記載書名，對壹書卷數、作者姓氏官職以及學術淵源或版本類別，均作著錄。在“解題”中，寥寥數語，或記古書款識和版刻，或闡所得善本書之經過。《直齋書錄解題》的學術價值，可與《郡齋讀書誌》相媲美，它們被譽為古代私家書目的“雙璧”。全目***著錄圖書3039種，51180卷，這個數量大大超過了宋代及以前的私人藏書，而且與當時的官府藏書相比，也毫不遜色，藏量超過了《中興館閣書目》的44486卷，就是《中興館閣書目》加上孝宗以後增修的《續目》，兩者的藏量也僅比《直齋書錄解題》多出8000卷。能在壹部私藏書目內對如此眾多、廣泛的典籍進行評介和考證，由此也就不難想象其收藏典籍的功勞及所著書錄的價值了。書錄的另壹個突出特點是能根據當時圖書的實際情況，在圖書分類上有所改革。他的圖書分類繼承了過去目錄的傳統，沿用了舊的類目，但又有創新，設立了語孟、別史、詔令、法令、時令、音樂等新的類目，這些類目大多被宋以後的公私目錄所仿效。《直齋書錄解題》的解題內容豐富而明切，或述撰人事跡，或論學術源流，或考真偽得失，而註重典籍的版本款式，為壹大特色。從解題中可以看到，他對許多典籍的刊刻時間和地點都有簡要的記載，不但記京本、監本等刻本的特點，也記錄了抄本、拓本的情況。
該目所著錄的書籍後來大部分已佚。根據“解題”，為古籍考證提供了寶貴資料，對考宋壹代學術源流有指導門徑的作用。原本已佚，現通行本是後人從《永樂大典》中輯出，***22卷，分經、史、子、集四錄，53類，收書3 096種，51 180卷。超過南宋官修目錄《中興館閣書目》所著錄之數。對後世影響深遠，對豐富古典目錄學內容有重要貢獻。元馬端臨作《文獻通考·經籍考》，以晁、陳二目為藍本。
《直齋書錄解題》在流傳過程中，未能完整保存下來。清四庫館臣只從《永樂大典》輯出22卷。今上海古籍出版社在此基礎上，吸收清人盧文的校勘成果，出版了較為實用的點校本。《直齋書錄解題》雖已殘缺，但仍為學林所重。《四庫全書總目》推許說：“古書之不傳於今者，得藉是以求其崖略；其傳於今者，得藉是以辨其真偽，核其異同。亦考證之所必資，不可廢也。”①
歷史評價
陳振孫不僅究心目錄學，對理學也頗有研究。劉克莊在《故通判大夫寶章閣待制致仕陳振孫贈光祿大夫制》中評論說，“早號醇儒，得淵源於伊洛；晚稱名從，欲輩行於乾淳”②。學術上他服膺朱熹，在書錄解題中甚為推崇；而於象山心學，則頗有貶斥。除《直齋書錄解題》外，還撰有《易解》、《尚書解》、《吳興人物誌》、《氏族誌》、《玄真子漁歌碑傳集》等，但皆不傳。