陈旭出生在一个普通家庭,妈妈是公司会计,爸爸做生意。陈旭从小就是家里的乖乖女,小学二年级时,便跟随父母到上海读书,由于父母生意繁忙常年照顾不到女儿,姑姑陈红决定带侄女北上,继续中学教育。一直以来,陈红对陈旭像对亲生女儿一般,基于对陈旭的厚爱,陈红专为她起乳名“婷婷”,则是期待着她能亭亭玉立,健康快乐:“外界看来姑姑是一个女强人,但对我来说姑姑更像是我的第二个妈妈,平易近人,和蔼可亲。”
童年时代的陈旭,梦想是成为一名教师,中学时期受到姑姑的影响,开始学习艺术——音乐、舞蹈、绘画等;17岁时,决定报考艺术类院校,终在2004年顺利考入北京电影学院表演系本科班。