陈怡然于1998年7月和2001年1月在
清华大学电子工程系先后获得学士和硕士学位，2005年在美国
普渡大学获得博士学位。他于2010年加入
匹兹堡大学任助理教授并于2014年晋升为副教授，之后又获终身教职并任“双百年校友”讲席。2019年7月，陈怡然加入杜克大学，成为该校计算进化智能中心主任。陈怡然还担任美国国家科学基金委（NSF）下一代移动网络与
边缘计算人工智能研究院（Athena）主任，美国国家科学基金委（NSF）新型与可持续计算（ASIC）校企合作研究中心（IUCRC）主任，以及
杜克大学计算进化智能研究中心联合主任。
2021年1月14日，ACM Fellow名单公布，陈怡然在列。2022年陈怡然获得Edward J. McCluskey技术成就奖。
陈怡然出生于教师家庭，从小就在浓郁的教育氛围中成长，父母都是中学老师，父亲教数学，母亲教音乐，他的初中在母亲就职的学校，
高中在父亲就职的学校。1994年，陈怡然选择进入
清华大学电子工程系学习光通信专业。
2001年1月在清华大学电子工程系先后获得学士和硕士学位，2005年在美国
普渡大学获得博士学位。博士毕业后，陈怡然先后进入
新思科技与
希捷。在工业界工作五年后，他于2010年加入
匹兹堡大学任助理教授并于2014年晋升为副教授，之后又获终身教职并任“双百年校友”讲席。
2019年7月，陈怡然加入
杜克大学，成为该校计算进化智能中心主任。陈怡然还担任杜克大学电子与计算机工程系教授、杜克大学计算进化智能中心主任。国际
电气和电子工程师协会会士（IEEE Fellow），国际计算机学会2018年度杰出科学家（ACM Distinguished Members）。2021年1月14日，ACM Fellow名单公布，陈怡然在列。2022年陈怡然获得Edward J. McCluskey技术成就奖。
陈怡然博士曾出版一部专著，发表近500篇学术论文，并获得了96项专利。他曾担任数十本国际学术期刊的编辑，并在超过60个国际学术会议的技术与组织委员会中任职，在MICRO, KDD, DATE, SEC等知名国际学术会议和研讨会中，他曾获得8项最佳论文奖，一项最佳海报奖，以及14项最佳论文提名。陈怡然博士因其在计算机工程与信息科学领域的杰出贡献获得这一奖项。他关于新型非易失性存储器（NVM）的研究推动了整个领域的进展。其中最具代表性的工作之一是关于
自旋转移
力矩随机存储器（STT-RAM）的研究。他在
希捷（Seagate）公司任职期间发表的STT-RAM的原型芯片论文第一次证明了商用半导体工艺制造STT-RAM的可行性。他也首次提出了磁/电协同设计的STT-RAM存储单元模型以及STT-RAM作为嵌入式片上存储器在计算机体系结构中的应用。STT-RAM近年来在
三星电子，
格罗方德半导体股份有限公司，
台积电等半导体制造厂商开始商用，并已经出现在了许多消费电子产品中。