陈方千，原名陈方骞，祖籍江西省靖安县香田顾山，1920年7月10日出生于北京市。他自幼家道中落，曾就读于北平梁家园小学和私立中华中学，高中二年级辍学。1936年后，他在北平市第二烈性毒品戒除所、河北省大兴县公署担任录事、办事员。1940年，他任华北广播电台新闻编辑。1945年，与友人组织铁马剧团，任副团长。1946年加入北平剧社，在话剧《日出》、《原野》、《雷雨》中饰演主要角色。
1947年，陈方千组织拓荒剧艺社，自编自演歌剧《还乡曲》。同年10月，考入前中央电影制片厂第三厂，开启电影生涯，在《青梅竹马》等影片中饰演角色。1949年进入北京电影制片厂演员剧团，参演《英雄司机》等影片。1956年转为导演，与谢添合作执导《洪湖赤卫队》、《六十一个阶级弟兄》、《花儿朵朵》、《锦上添花》、《春暖花开》、《小铃铛》等影片。
陈方千单独导演的作品包括故事片《幽灵》、戏曲片《包公误》、《背靴访帅》、《李天保娶亲》、《红娘》、《嫁不出去的姑娘》，以及宽银幕戏曲艺术片《哪吒》等。他执导的36部影片中，如《洪湖赤卫队》、《锦上添花》、《花儿朵朵》等广受好评。儿童故事片《小铃铛》获1982年第二届全国少年儿童文艺创作编导一等奖，儿童小歌剧《小熊请客》获作曲一等奖。
晚年，陈方千致力于电影事业，改编、导演了10余部影片，并帮助河北、河南电影制片厂培养人才，被誉为“河北电影艺术的开拓者和奠基人”。在拍摄《泪洒姑苏》后期，他一度卧床输液，病情好转后仍坚持工作直至生命最后一刻。1985年3月21日，陈方千因病逝世，享年65岁。
陈方千多才多艺，在书法、绘画、戏曲、诗词、音乐等领域有深厚造诣，擅长钢琴、手风琴即兴演奏。晚年担任中国老年书画研究会理事。他的生平被收录于《中国电影家传记》。