陈芳允，1916年4月3日生，浙江省黄岩县人。1928年进入黄岩县立中学读初中，1931年到上海浦东中学读高中，1934年考入清华大学，先在机械系，后转人物理系。在系主任吴有训教授的教导下，不仅迷上了物理，而且对物理实验有特殊的爱好和较强的动手操作能力。1938年初他进入西南联合大学学习。物理系中有任之恭、孟昭英教无线电课，他对其中的实用无线电课产生了浓厚的兴趣，毕业后，在任之恭先生的建议和推荐下陈芳允先在清华无线电研究所做无线电通信有关的课题，后到成都航空委员会无线电厂工作，去后不久因搞无线电定向仪有成绩，被提为研究股长。
        1945年初，他到英国A. C. Cossor无线电厂研究室工作。先在伦敦实验室做彩色电视接收机的线路工作；后转至曼撤斯特工厂雷达研究室，参加海用雷达的研制工作，1948年5月陈芳允回到上海。新中国成立后，1950年中央研究院和北平研究院合并，改名为中国科学院，在上海成立分院，在此期间，陈芳允为神经生理学研究完成了一套电子仪器（包括电刺激器、直流放大器及显示设备等），这是国内在生物电子学方面研制的第一套设备。
        1952年，在中国科学院吴有训副院长的建议下，陈芳允从上海调到北京负责电子学研究所的筹建工作。1953年，钱三强提出电子学对于原子研究非常必要，建议将电子学所筹备处并入钱三强领导的近代物理所，并在该所同时发展电子学的基础研究。这时陈芳允转向原子射线检测的电子线路工作。
        1956年，陈芳允参加国家12年长期科学规划制定工作。规划后成立电子学所是四个紧急措施之一，他又参加了新电子所的筹备工作。
        1957年，原苏联发射的世界第一颗人造地球卫星上天，陈芳允对卫星进行了无线电多卜勒频率测量，和天文台一起，计算出了卫星的轨道参数，成为天文台人卫站对人造卫星无线电观测的基础，并成为以后我国发射人造卫星所采用的跟踪测轨的主要技术。
        1958年4月19日，日环食带经过我国海南岛南端，是最好的观测太阳射电辐射的机会，当时中苏组成联合观测队，陈芳允作为中方领队和天文学家王绶琯及原苏联科技人员共赴海南得到完美的观测结果。回京后，陈芳允协助王绶琯创立了我国自己的射电天文研究工作。
        1958年，他开始从事脉冲技术研究工作。提出并完成纳秒（即毫微秒）级窄脉冲采样示波器的研制，把采样示波器做成可以携带使用的仪器，在国际上是首创。
        1964年，他和研究室的技术人员为空军研制出机载抗干扰雷达，由电子部工厂制造，装备了大量的歼击机。这是我国第一次在飞机上使用单脉冲体制的雷达。
        1965年，中国开始研制人造卫星，陈芳允担任卫星测量、控制的总体技术负责人，制定了我国第一颗人造卫星——“东方红1号”的测控方案以多普勒测量为主，并在卫星入轨点附近的地面观测站设置雷达和光学设备加以双重保证。为此，他除总体设计外，还参加了设备研制和台站建设工作。1970年4月24日中国第一颗人造卫星发射成功，证明了有中国特色的测量方案是非常有效的卫星入轨后很快就预报它飞经世界各地的时刻。与此同时他还参加了我国回收型遥感卫星的测控系统方案的设计和建设为我国十几颗遥感卫星的回收创造了不败的记录。由于他对我国人造卫星的重大贡献，获得了国家科技进步特等奖。
        1970年，陈芳允研究了美国阿波罗登月飞船所用的微波统一测控系统后，他针对通信卫星的测控要求，设计了新的微波统一系统，后被国防科委和卫星总体负责人孙家栋采纳。两套统一测控系统研制成功，为我国通信卫星发射成功起了重要作用。此项目与通信卫星获得了国家科技进步特等奖，陈芳允为主要获奖者之一。
        我国远望号远洋航天测量船初建时，船上各设备间电磁干扰严重，陈芳允提出用分段频率分配的方法，在考虑谐波和交调的情况下，找出互不干扰的频率点，做到了各设备可同时应用，达到了“电磁兼容”的目的。这项科研成果，获得了国家科技进步一等奖。
        陈芳允1980年当选为中国科学院院士，并兼任技术科学部副主任。
        利用卫星对地球上运动物体的定位导航，对测绘、航海、运输、抢险救灾和国防建设都有广泛的应用价值。1983年陈芳允提出“双星定位通信系统”，即用两颗同步定点卫星对地球上的物体进行定位，并可同时进行通信。这一系统提出后，为总测绘局所接受。新华社对演示验证情况发布消息说：利用两颗卫星将快速定位，通信和定时一体化并获得理想的试验数据，这在国际上还是首次。这项卫星应用尖端技术，标志着我国独立开发利用卫星通信资源有了新的突破。
        小型卫星是当今世界航天领域里卫星应用发展的重点之一，它发射简便，使用效益高，造价低，越来越受到各国航天专家的青睐。1992年，陈芳允在世界空间大会上宣读了和我国地球科学家们共同选写的《地球环境观测小卫星群系统与国际合作》的论文，在国际上首先提出对地球环境观测的小卫星群系统。该系统可以缩短对世界各地的观测重复周期为每天两次，对于地球环境的动态观测，特别是对自然灾害和环境的监测十分有利，受到国际上众多专家的重视。
        陈芳允以卓有成效的科研成果，1985年当选为国际宇航科学院院士，1990年当选为国际宇航联合会副主席。他在任期间，为中国争取到在北京召开第四十七届国际宇航联大会。
        1986年3月，陈芳允等科学家鉴于美国战略防御倡议（SDI）和西欧“尤里卡计划”等高技术计划对世界各国引起的反应，他与王大珩、王淦昌、杨嘉墀联名向国家提出关于发展我国战略性高技术的建议。建议很快得到批准，制定了“863计划”。10年过去，该计划已在许多方面取得了重大进展，也培养了众多的科技人才。
        陈芳允曾先后当选为第四、五届全国人民代表大会代表和第三届全国政协委员。