少年時入承德市歌舞團從事歌舞專業,主演過多部舞劇,曾在全國舞蹈比賽中獲優秀表演獎。1980年就讀于河北醫學院承德醫專；1986年就讀于中央戲劇學院表演專業。期間曾加盟香港無線電視臺從事演藝事業兩年。愛好廣泛,尤精武術,現為中國“少北拳”全國指導委員會副主任,中國“少北拳”形象大使。
2005年9月25日,陳之輝接到電視連續劇《臥薪嘗膽》劇組的邀請,扮演靈姑浮。2013年4月4日,參演電影《忠烈楊家將》上映。2020年9月28日,參演麥詠麟執導的動作電影《龍虎斗》。2021年4月29日參與主演的電影《真·三國無雙》在中國香港上映,5月1日在中國大陸上映；11月29日,主演的古裝愛情電影《小醫仙》將登陸騰訊視頻。2022年5月23日,參演武俠劇《說英雄誰是英雄》。在劇中飾演元十三限。2022年6月30日,參演《烈火戰馬》,飾演黎壽昌。2022年8月31日,參演武俠劇《飛狐外傳》,飾演周鐵鷦。
主演的電視劇《布依女》獲文化部金鷹獎,本人獲飛天獎最佳男主角提名。主演的電視劇《蘭色三環》獲國家五個一工程獎。主演的電視劇《三不管》獲文化部金鷹獎。參演的電視劇《三國演義》《水滸傳》《天下糧倉》均獲國家級大獎。