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2005年9月11日，陈芋汐出生于上海的一个体操世家，祖父陈新熙是上海市前体操运动员，父亲陈健是上海徐汇区青少年体育运动学校体操教练，母亲董春华是上海体育学院体操教研室的副教授。

2008年，陈芋汐开始练习体操。

2011年，陈芋汐被时任上海跳水队领队史美琴选中，转而练习跳水。

2017年年初，陈芋汐进入上海跳水队试训。

2018年9月23日，在重庆进行的全国跳水锦标赛中，陈芋汐以421.1分获得女子单人十米跳台冠军 ；9月26日，与段宇搭档，以327分获得了全国跳水锦标赛男女混合双人十米跳台冠军；10月，正式入选上海跳水队。

2019年3月，陈芋汐入选中国国家跳水队；4月19日，在重庆进行的全国跳水冠军赛中，以404.05分获得女子单人十米跳台季军；5月10日，在世界跳水系列赛喀山站中，首次参加分站赛的陈芋汐与苑浩妍搭档，以338.7分获得女子双人十米跳台冠军；5月11日，以356.95分获得女子单人十米跳台季军；5月17日，在世界杯跳水系列赛伦敦站中，再次与苑浩妍搭档，以334.92分获得女子双人十米跳台冠军；5月18日，在女子单人十米跳台决赛中，陈芋汐的第三跳拿到四个满分，以413.8分的成绩获得女子单人十米跳台冠军；7月1日，入选中国跳水队光州世锦赛参赛名单；7月17日，在光州进行的世界游泳锦标赛中，首次参加世界大赛的陈芋汐以439分获得女子单人十米跳台冠军，这也是中国跳水队时隔6年后再次获得该项目的世锦赛冠军；9月23日，在烟台进行的全国跳水锦标赛中，陈芋汐以428.85分获得女子单人十米跳台冠军；9月24日，首次与张家齐搭档亮相，以342.54分获得全国跳水锦标赛女子双人十米跳台冠军。

2020年2月27日，在国家体育总局跳水馆进行的中国跳水冠军达标赛中，陈芋汐/张家齐以375.84分排在女子双人十米跳台第一，超过了350分的达标线，顺利达标 ；2月28日，陈芋汐以425.5分排在女子单人十米跳台第一，成功超过400分的达标线；10月4日，在石家庄进行的全国跳水冠军赛中，陈芋汐以403分的成绩获得女子单人十米跳台季军。

2021年1月21日，在武汉进行的跳水项目东京奥运会、世界杯选拔赛第二站中，陈芋汐/张家齐以364.32分获得女子双人十米跳台冠军；1月23日，在女子单人十米跳台决赛中，陈芋汐凭借最后一跳逆转张家齐，以436.95分获得冠军；3月12日，在西安进行的中国跳水明星赛中，陈芋汐/张家齐以339.48分获得女子双人十米台冠军；3月14日，在中国跳水明星赛女子单人十米跳台决赛中，陈芋汐以435.35分的成绩获得冠军；5月11日，在上海进行的全国跳水冠军赛中，陈芋汐/张家齐以354分获得女子双人十米跳台冠军；5月13日，陈芋汐以409.7分获得全国跳水冠军赛女子单人十米跳台季军 ；7月14日，陈芋汐入选2020年东京奥运会中国体育代表团跳水项目运动员名单；7月27日，在东京奥运会跳水女子双人十米跳台比赛中，初次亮相奥运赛场的陈芋汐/张家齐以363.78分的成绩夺得冠军；8月5日，在东京奥运会跳水女子单人十米跳台决赛中，陈芋汐以425.4分获得亚军 ；9月6日，在中华人民共和国第十四届运动会跳水女子团体决赛中，陈芋汐以393.1分位列女子十米跳台第三，帮助上海队获得了中华人民共和国第十四届运动会跳水女子团体第五名；9月9日，在中华人民共和国第十四届运动会跳水女子双人十米跳台决赛中，陈芋汐/张家齐以348.96分获得冠军 ；9月12日，在第十四届全运会跳水比赛女子单人十米台决赛中，陈芋汐399.45分获得亚军 。

2022年5月28日，中国跳水队队内测试赛，陈芋汐与全红婵得到369.24分，创下两人配对以来的最高分数；6月28日，在2022年世界游泳锦标赛中，陈芋汐以417.25分卫冕女子单人十米跳台冠军，成为继伏明霞之后在世锦赛女子单人十米跳台项目上成功卫冕的第二人；6月30日，在世界游泳锦标赛跳水女子双人十米跳台中，陈芋汐/全红婵以总分368.40分夺得金牌；10月21日，跳水世界杯女子双人十米台决赛，陈芋汐/全红婵以总分349.8分夺得冠军；10月22日，国际泳联跳水世界杯女子10米台决赛中，陈芋汐以449.85分的成绩获冠军。

2023年3月19日，全国跳水冠军赛女子双人十米台决赛中，陈芋汐与全红婵搭档出战，最终以362.04分收获冠军。3月21日，全国跳水冠军赛，陈芋汐以416.25分夺得女子十米跳台冠军。4月14日，跳水世界杯西安站女子双人十米台决赛，陈芋汐/全红婵以五跳总分373.20分夺得冠军。4月16日，在世界泳联跳水世界杯西安站女子10米台决赛中，陈芋汐获得金牌。同日，跳水世界杯西安站混合团体赛，陈艺文/陈芋汐/王宗源/杨昊以469.35分夺得金牌。5月7日，跳水世界杯蒙特利尔站女子双人10米台决赛，陈芋汐/全红婵以总分378.60分获得冠军。5月8日，跳水世界杯蒙特利尔站女子10米台决赛，陈芋汐以438.90分获得亚军；5月8日，跳水世界杯蒙特利尔站团体赛，由王宗源、杨昊、陈芋汐、陈艺文组成的中国队以总分489.25分的成绩摘得金牌。6月30日，陈芋汐入选杭州第19届亚运会中国国家跳水队参赛运动员名单。7月16日，世界游泳锦标赛女子双人十米跳台决赛，陈芋汐/全红婵以369.84分获得冠军；7月19日，在世界游泳锦标赛女子单人十米跳台决赛中，陈芋汐以457.85分的成绩获得冠军，实现世锦赛该项目三连冠。8月4日，在德国柏林举行的2023年世界泳联跳水世界杯总决赛女子双人10米台决赛中，陈芋汐/全红婵以362.76分的总成绩夺得冠军。8月6日，跳水世界杯超级总决赛，女子10米台决赛陈芋汐420.30分获得金牌。9月，杭州第19届亚运会中国体育代表团成立，陈芋汐入选跳水项目大名单。9月30日，杭州第19届亚运会女子双人10米跳台决赛，陈芋汐/全红婵以375.30的成绩获得金牌。10月3日，在杭州第19届亚运会跳水女子10米台决赛，陈芋汐以435.65分获得银牌。

2024年6月18日，入选中国国家跳水队参加2024年巴黎奥运会的运动员名单。7月31日，在2024年巴黎奥运会跳水女子双人10米台比赛中，陈芋汐/全红婵获得冠军。

2021年9月21日，陈芋汐参加东方卫视《朤月东方——中秋梦幻夜》，与廖昌永，黄宝妹，黄雪辰等合唱歌曲《百年》；12月，陈芋汐参演《我们北京见》MV 。

陈芋汐有很强的学习能力，悟性非常高。（《新民晚报》评）

陈芋汐极有天赋，身材和心理素质都非常好，训练也善于动脑筋。（《广州日报》评）