2010年，经过层层严格选拔，陈冬如愿成为航天员大队的一员。2016年，他随神舟十一号飞天，与战友景海鹏在轨工作33天，成为我国第二批航天员中首个飞天的男航天员。

在轨工作33天，也创造了当时中国航天员单次太空驻留时间的纪录。

而神舟十四号任务是陈冬继神舟十一号后的又一次飞天。截至目前，在神舟十四号任务中，陈冬作为指令长，与战友刘洋、蔡旭哲紧张忙碌了170多天，“交会对接”“分离撤离”“转位任务”等组合体状态转换频繁，送别了天舟三号、四号货船，迎来了问天舱、梦天舱，中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。