陈皇后，名不详，东海郡东阳人，东阳县人，西汉开国功臣堂邑侯陈婴之裔，堂邑夷侯陈午与大长公主刘嫖之女，汉武帝刘彻的第一位皇后。早年与刘彻是青梅竹马，幼年时姑姑刘嫖问刘彻，长大要娶一个什么样的媳妇，刘彻回答说要娶表姐阿娇为妻，并为陈阿娇盖一座金屋子，从此有了“金屋藏娇”这一戏言。汉景帝年间，嫁予太子刘彻为太子妃，景帝驾崩，刘彻即位，立陈阿娇为皇后。陈阿娇自恃其母有恩于刘彻，骄横擅宠，激起刘彻的反感，见自己渐失恩宠，便想生下一子以换刘彻的注意，但未能如愿。也为了稳固后位，在女巫楚服的帮助下实行巫蛊，后来事情被发现，武帝下令严查此事，最后追查到陈阿娇的身上，在位十年的陈阿娇被废，后居住于长门宫。
楚汉战争时期，陈婴曾随项羽征战，后降刘邦，封堂邑侯。陈婴之孙陈午袭堂邑侯，随后娶窦皇后之女馆陶长公主刘嫖为妻，生二男一女：长子陈须，次子陈蟜，女即孝武陈皇后。
汉景帝立长子刘荣为太子，长公主想将自己的女儿嫁予太子为妃，太子刘荣的母亲栗姬善妒，而后宫诸多受天子宠幸，而得到显贵的美人，皆因长公主之故，这些美人所受到的尊宠超过了栗姬，栗姬日益愤怒，并且怨恨长公主刘嫖。
待到长公主欲与栗姬结儿女之亲时，栗姬也因此而拒绝了长公主，遭到拒绝的长公主，又将目光投向了四岁即封王的景帝爱子，王夫人所生的胶东王刘彻。
然而，汉景帝却没有同意，长公主来到宫中，抱着刚刚几岁的刘彻于膝上，问道：“你想娶媳妇吗？”说着便指着左右长御等女官一百多人挨个问，刘彻都说不好。随后长公主又指着自己的女儿问道：“娶阿娇好不好？”刘彻笑着说：“如果能娶到阿娇做妻子，应该修建一座金屋让她住。”长公主大为欢喜，于是苦苦请求景帝，景帝便答应了这门亲事，从此有了“金屋藏娇”这一戏言。
长公主因栗姬的拒绝而生气，经常在景帝面前进谗言栗姬之过：“栗姬与各位贵夫人、宠姬聚会，常常让侍从在他们背后吐唾液诅咒，施用妖邪惑人的道术。”景帝因此恼恨栗姬，而栗姬亦曾因不愿善待景帝的众位儿子，并出言不逊令景帝气愤。
与此同时，长公主每日在景帝面前，夸赞王夫人之子的优点，景帝也认为王夫人之子德才兼备，又有从前王夫人怀孕时梦日入怀的吉兆，更换太子的主意还没定下来。
王夫人知道景帝怨恨栗姬，趁他怒气未消，暗中派人催促大臣奏请立栗姬为皇后。一次朝会大行令奏事完了，又说：“‘儿子因母亲而尊贵，母亲因儿子而尊贵’，如今太子的母亲还没有封号，应当立为皇后。”景帝发怒说：“这是你应该讲的话吗！”结果竟论罪处死了大行令，并废了太子刘荣，改封他为临江王。汉景帝改立王夫人为皇后，胶东王刘彻为太子，刘彻立为太子后，娶了长公主的女儿陈氏为太子妃。
汉武帝即位，陈氏以太子妃身份立为皇后，因为在立武帝为储君这件事上，陈皇后的母亲窦太主刘嫖有功劳，陈皇后故此骄横尊贵。
窦太主亦自恃有功于武帝，无止境地向汉武帝索取财物，武帝心中厌恶窦太主，而陈皇后又生性骄横善妒，虽独享宠爱却始终没能生孩子，花了钱治疗不孕之症，亦终究没能治愈。
武帝对陈皇后的宠爱也慢慢衰退，王太后对武帝说：“你刚即位不久，大臣们尚未归附于你，之前商议兴立明堂的事情，已经惹怒太皇太后，如今又不顺从长公主，必定会受到重责。妇人的性情是很容易高兴的，你应该慎重思考该怎么做！”于是，武帝对窦太主与陈皇后母女俩，稍加以恩礼相待。
汉武帝的姐姐平阳公主，献歌女卫子夫以充后宫，陈皇后听说卫子夫得到天子临幸之后，非常气愤，数次寻死觅活，武帝也愈加对皇后不满。
卫子夫因被武帝宠幸而怀有身孕，而此时陈皇后却因为没生孩子，而妒忌卫子夫。陈后的母亲大长公主听说后，心疼自己的女儿，亦妒忌卫子夫，策划抓捕卫子夫当时并未知名的弟弟卫青，欲将其杀害，后卫青得其友公孙敖相救免于一死。
随着卫夫人的尊宠一天胜过一天，并为汉武帝生下三个公主，而陈皇后十余年里，却一直未能生育，其外祖母窦太皇太后也去世了。
为了稳固后位，在女巫楚服的帮助下实行巫蛊，后来事情被发现，武帝下令严查此事。
当时，御史大夫张欧，有一位下属侍御史名叫张汤，他深入案情，追查出楚服等人为陈皇后施巫蛊之邪术，祝告鬼神，祸害他人，属大逆无道之罪。最终处巫者楚服斩首于市，与此案有牵连者且被诛杀者三百余人。
汉武帝命有司赐皇后一道策书：“皇后不守礼法，祈祷鬼神，降祸于他人，无法承受天命。应当交回皇后的玺绶，离开皇后之位，退居长门宫。”至此，居皇后之位11年的陈皇后，被废黜。
陈皇后被废后，居住在长门宫中，陈皇后的母亲窦太主感到羞惭恐惧，向武帝叩头请罪。武帝说：“皇后的行为不符合大义，不得不把她废黜。你应该相信道义而放宽心怀，不要轻信闲言而产生疑虑和恐惧。皇后虽然被废了，仍会按照法度受到优待，居住在长门宫与居住在上宫并无区别。”
陈后的父亲堂邑侯陈午去世，大长公主也跟着去世，又过了几年，陈皇后也在长门宫去世，逝后葬在霸陵郎官亭东面。