陈世骧，1905年11月5日生于浙江嘉兴郊区一书香之家。祖父曾举秀才。父陈坚，字志巩，肄业于上海复旦大学，返里后曾在乡间创办小学，中年时举家迁居城内，经商理财，成为嘉兴商界知名人士。嘉兴是鱼米之乡，也是稻螟经常猖獗危害之区。陈世骧自小目睹广大农民于灾后生活无着之惨状，心里充满对农民的同情。其父于早年曾发起成立并参与我国第一个民间治虫组织——治螟委员会，指导农民科学治虫，在家中也经常谈论螟害和科学治虫的方法，在他幼小心灵中留下了深刻印象，为日后选攻昆虫学打下了思想基础。
中华人民共和国成立后，自1950年起，历任中国科学院实验生物研究所昆虫研究室研究员兼主任，昆虫研究所研究员、所长，动物研究所研究员、所长、名誉所长。
1951年参加九三学社。1979年加入中国共产党。
在他50多年的科研生涯中，共发表论文和专著约185篇、册。多年来，尤其是在中华人民共和国成立以后，他博研众论，觅疑勇进，努力以辩证唯物主义为主导思想，结合其丰富的生物分类实践经验，探讨生物进化的哲理，讨论生物分类的几个基本问题：物种概念、系统原理和特征分析，综合为进化分类学的一个完整体系，并且对进化论作出了若干补充和发展。
他高小毕业那年，我国爆发了轰轰烈烈的“五四运动”。当时学校罢课，师生走上街头游行宣传。陈世骧也是爱国洪流中之一员，上街演戏，宣传“亡国恨”，培养了奋发图强的爱国主义思想，萌发了科学救国的思想幼芽。后来，他在复旦大学攻读生物学系，立志将毕生精力献给祖国的昆虫学事业。
陈世骧1928年大学毕业。同年去法国留学，1934年获巴黎大学博士学位，其博士论文“中国和越南北部叶甲亚科的系统研究”获法国昆虫学会1935年巴赛奖金(Prix Passet)。1934年8月回国后，先后任中央研究院动植物研究所、动物研究所研究员。
陈世骧于1952年加入九三学社。1955年被选聘为中国科学院学部委员。除了大量的科研工作和研究所所长工作之外，还兼任了《中国动物志》编委会主任、《中国大百科全书·生物学》编委会副主任、《中国科学》编委、《昆虫学报》、《动物分类学报》的主编等。还曾任中国昆虫学会理事长、中国农学会副理事长，中国科学技术协会常委、荣誉委员，他还是第二、三届全国政协委员，第三、四、五、六届全国人大代表。
1955年被选聘为中国科学院学部委员。曾任第二、三届全国政协委员，第三、四、五、六届全国人大代表;中国科协全国委员会常委、荣誉委员;《中国动物志》编委会主任，《中国大百科全书》生物学卷编委会副主任，以及《中国科学》编委，《昆虫学报》、《动物分类学报》等刊物的主编等职。还曾任中国昆虫学会理事长，中国农学会副理事长。
50年代开始研究物种问题、分类原理和进化规律。
1975年总结了“又变又不变”的物种概念，指出：进化在物种又变又不变的矛盾统一中进行;把分类特征区分为新征与祖征，指出新征是变的产物，体现间断，是分的依据，祖征是不变的保持，体现连续，是合的根据;所著《进化论与分类学》，首次将物种概念、进化原理和特征分析，综合为进化分类学的一个理论体系，为分类学提供了新的理论概念和特征分析方法。
1955年选聘为中国科学院院士(学部委员)。
主编的《中国动物志：昆虫纲鞘翅目铁甲科》，具有很高的学术水平。
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