1896年9月14日，陳之佛生於餘姚縣滸山曉記一個農商大家庭，乳名「紹本」。幼時在滸山三山蒙學堂、餘姚縣立高等小學學習。14歲考入慈谿錦堂學校農科預科班。兩年後，進入浙江省立甲種工業學校，後來選擇機織科深造。1916年畢業後留校任教。1918年，赴日本留學，1919年考入東京美術學校工藝圖案科，是中國首位赴日本學習工藝美術的學生。在校期間，他在寫生、構圖、用色等方面造詣較深，作品多次在日本的展覽中獲獎。

1923年，陳之佛學成歸國，並更名「之佛」，先後任上海東方藝術學校、上海藝術大學、上海美術專科學校、廣州市立美術專科學校等校教授。1930年兼任國立中央大學藝術系教授，自1932年起專任中央大學藝術系教授。他還當選為中國美術會常務理事、全國美展審查委員會委員、全國工藝美展審查委員會委員。其間，出版《兒童畫指導》、《圖案法 ABC》、《西洋美術概論》、《圖案構成法》等十多部著作，發表數十篇學術論文。1935年後，陳之佛專攻工筆花鳥畫，常署名「雪翁」，以表「濯白雪以方潔」之志。抗日戰爭後期，先後在重慶、成都舉辦了三次個人中國畫展。1947年，隨中央大學遷返南京，寓居成賢街，居室定名「養真廬」，以表明潔身自好。1948年，任聯合國教科文組織中國委員會委員兼藝術組專員，中央大學師範學院藝術系主任，中華全國美術會常務理事。

1962年1月15日，陳之佛因腦溢血在南京逝世，享年66歲。葬於南京雨花台望江磯。