陈雷，１９５４年６月生，北京市人，研究生学历，工学硕士。１９７１年９月参加工作，１９８０年５月加入中国共产党。
１９７１年９月至１９７６年１２月在宁夏９０５厂当工人。
１９７６年１２月至１９８０年７月在东北工学院金属材料系粉末冶金专业学习。
１９８０年７月至１９８２年９月任华北水利水电学院教师，随后在华北水利水电学院北京研究生部攻读硕士学位。
１９８５年５月起，在中国灌排技术开发公司历任主任科员、经理、总经理等职。
１９９５年５月，任水利部综合开发管理中心常务副主任。
１９９６年５月起，历任水利部农村水利司司长、规划计划司司长。
２００１年５月任水利部副部长、党组成员。
２００４年１２月任水利部副部长、党组成员、国务院三峡工程建设委员会委员。
２００５年３月任新疆维吾尔自治区政府副主席。
２００５年８月后任新疆维吾尔自治区党委常委、政府副主席。
２００７年４月任水利部部长、党组书记。
２００８年３月在十一届全国人大一次会议上被任命为水利部部长。
２０１３年３月在十二届全国人大一次会议上被任命为水利部部长。
第十七届、十八届中央委员。