民國八年（1919年）三月五日，陳學俊出生于安徽滁縣烏衣鎮(zhèn)，父親經(jīng)商，母親是農民，家庭生活并不寬裕，但父母支持子女上學。陳學俊5歲開始讀書，初中只讀一年，由于上海一·二八事變爆發(fā)，被迫休學，后跳級進南京安徽中學讀高中。

民國二十年（1931年），陳學俊在烏衣鎮(zhèn)育智小學畢業(yè)，考入南京金陵中學。

民囯二十四年（1935年），畢業(yè)考入南京中央大學機械系。

民國二十六年（1937年），抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，陳學俊隨學校遷到重慶。在學校里，他參加了嘉陵歌詠團，課余大唱抗戰(zhàn)歌曲，促進學習，鼓舞斗志。

民國二十八年（1939年），陳學俊大學畢業(yè)后，到重慶中央工業(yè)試驗所，從事制造工業(yè)鍋爐方面工作。

民國三十年（1941年），在貴陽舉行的中國工程師學會上，他宣讀了中國鍋爐制造方面的第一篇論文—《鍋爐制造工藝的研究》。這期間，他還在《貴陽日報》上發(fā)表了歌曲《工程師與音樂》。

民國三十三年（1944年）八月，陳學俊被中央工業(yè)試驗所派往美國工廠實習、考察。他在美國最大的制造鍋爐的燃燒工程公司Combustion Engineering Company）工作一年，參加了電站鍋爐的制造、安裝和試驗研究，并參與了當時世界上最大單臺容量為10萬千瓦機組鍋爐的安裝和調試。

1945-1947年，陳學俊到美國普渡大學學習。在研究生班上，他的高等數(shù)學獲得最高分。他僅用兩個學期就修完了研究生的全部課程，并通過了《蒸氣動力用煤的燃燒》的論文答辯，獲得碩士學位。

1950年，擔任交通大學專職教授。他認為，要獨立自主發(fā)展中國動力工程工業(yè)，必須結合中國實際，必須有所創(chuàng)新，必須開展科學研究，必須培養(yǎng)高層次人才。

1952年，國內第一個創(chuàng)辦動力機械系鍋爐制造專業(yè)。

1957年，陳學俊全家由上海遷來西安，到交通大學（西安部分）工作。陳學俊和夫人袁旦慶帶著4個孩子，乘坐交大第一批基礎技術課與專業(yè)課教師的專列由上海來到了西安，他們將全部家具及行李等帶到了西安。臨行前他們將自己購置的兩間房屋交給了上海市房管部門。陳學俊夫婦認為，既然去西安扎根西北的黃土地，就不要再對房子有所牽掛。

1980年5月，在九三學社西安分社五屆一次全委會上，陳學俊當選為九三學社西安分社常委，并作為代表之一出席了在北京舉行的“九三學社為四化服務交流會”，作了題為《為四化建設做好本職工作》的發(fā)言，開始了參政議政的工作。同年當選為中國科學院院士（學部委員）。

1990年，在西安交通大學創(chuàng)建了中國第一個動力工程多相流國家重點實驗室。

1996年，陳學俊將獲得的何梁何利基金科學與技術進步獎的10萬元獎金，分贈給了安康希望工程和西安交通大學，以設立研究生獎學金。

2006年，陳學俊院士又在學院內設“陳學俊優(yōu)秀獎學金”。

2014年3月5日，實驗室在三樓會議室為動力工程多相流國家重點實驗室創(chuàng)始人陳學俊院士舉辦九十五歲華誕座談會。

2016年，在西安交通大學120周年校慶之際，陳學俊再次向學校捐款20萬元，用于獎勵夢想的新一代。

2017年7月4日2時26分，陳學俊在西安不幸逝世，享年99歲。

陳學俊對兩相流與傳熱進行了比較全面深入的研究，自成系統(tǒng)。內容包括兩相流流型，流型轉換，兩相壓降，兩相分配，截面含汽率，沸騰傳熱，臨界熱負荷，干涸后傳熱，兩相流不穩(wěn)定性，兩相及多相流測量等各個方面。

為了節(jié)省燃料，提高發(fā)電效率，國家開始發(fā)展超臨界壓力鍋爐。陳學俊率先和研究生一起開始對垂直管內亞臨界壓力及超臨界壓力下的下降流動傳熱特性進行研究，通過實驗研究發(fā)現(xiàn)并定義了強混彌散狀流的一種新流型，得出在亞臨界、近臨界壓力區(qū)垂直下降管沸騰傳熱惡化特性優(yōu)于垂直上升管的新的結論。他首次從研究飽和水及水蒸氣的物性出發(fā)來分析氣水兩相下降流動及傳熱特性隨壓力變化的規(guī)律，此外還成功地將光導纖維探針首次應用于中壓氣水兩相流流型及截面含汽率的測量。

陳學俊從事油—氣—水三相流動特性的研究，對油—氣—水三相流動流型、壓力降、相比率等問題進行試驗與分析，這些課題是開發(fā)油—氣—水三相流測試技術和三相流動計算的基礎理論，屬于前沿研究。

20世紀60年代初，陳學俊指導研究生通過大量實驗和分析提出：在下降流動中截面含汽率，在某一范圍內可小于容積含汽率。這一新的論點8年后為國外的研究結果所證實，從而修正了蘇聯(lián)學者在該問題上的結論。60年代初，為了配合大容量高參數(shù)直流鍋爐的發(fā)展，陳學俊對不同型式水冷壁中的兩相流動不穩(wěn)定性問題，進行了理論研究，得出的結論與幾年以后蘇聯(lián)學者的研究結果一致。

20世紀70年代，他主持并與上海汽輪機鍋爐研究所一起，成功解決了上海市電廠本生型直流鍋爐的嚴重脈動問題。20世紀80年代，他提出“工業(yè)鍋爐大型化，火電機組近代化，城市煤氣化，工業(yè)窯爐高效化及機車電氣化“的意見，并進行詳細論證，為國家能源技術革新政策所采用，載入國家科委藍皮書，獲國家科委、國家計委、國家經(jīng)委“有重大貢獻獎“。

1979年，主持創(chuàng)建了中國唯一的壓力可達超臨界壓力的汽水兩相流實驗系統(tǒng)，籌建了中國第一個工程熱物理研究所，進行基礎研究及應用基礎研究，主要研究集中在汽水兩相流流型、流型的轉換、沸騰傳熱及兩相流不穩(wěn)定性，得出一系列新概念及理論模型，他在這一領域的貢獻，使得西安交通大學在兩相流與傳熱方面的研究成為國際知名的高校之一。由于陳學俊及其團隊的貢獻，使實驗室在1990年成為動力工程多相流國家重點實驗室。

1980年底至1990年初，陳學俊及其研究團體提出國際上第一個臥式螺旋管高壓汽水兩相流型圖以及“液膜影響區(qū)”新概念；在國內外首次用激光測量了螺旋管內環(huán)狀流中液相的局部速度分布，首次提出了上下壁溫飛升點的新概念及其計算式。對垂直上升管、并列管、傾斜管及螺旋管的壓力降型脈動、密度波型脈動、熱力型脈動在高壓下進行創(chuàng)造性研究和理論分析，提出了判別密度波型脈動的準則式，區(qū)分了汽化點處這一新的脈動形式，在國際上處于領先水平。

陳學俊指導研究生在高壓水蒸氣回路上模擬實際設備的運行工況，全面研究垂直上升管內的密度波型脈動、壓力降型脈動、熱力型脈動和汽化點處脈動，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)劃分了各類脈動發(fā)生的區(qū)域，提出了判別密度波型脈動的無量綱準則式，還區(qū)分了汽化點處脈動這種新的脈動形式。

陳學俊任教的66年當中，親自授過課的大學生有2500多名，是最早培養(yǎng)鍋爐專業(yè)及熱能工程專業(yè)研究生的人，1980年陳學俊被聘為國務院學位委員會工科評議組成員、第一批博士生導師，他培養(yǎng)的74名研究生中，36人獲博士學位， 34人獲碩士學位，博士后4名。他還與美國、德國和日本的教授聯(lián)合培養(yǎng)博士生。他是熱能工程與核反應堆工程兩個專業(yè)的博士生導師，也是熱能工程重點學科及動力機械與工程熱物理博士后流動站的學術領導人。學生有：中國工程院院士林宗虎、中國科學院院士陶文銓，西安交通大學教授陳聽寬、李會雄、郭烈錦、白博峰。

1982年-1985年，任教育部世界銀行中國大學發(fā)展項目中國審議委員會副主任兼工程組組長；

1981年-1991年，任國務院學位委員會工科評議組組員、國家自然科學基金委學科組成員；

1988年-1998年，擔任陜西省人大常委會副主任；

1989 年-1998年，擔任九三學社中央副主席；

1993年，當選為全國政協(xié)常委。

西安交通大學副校長徐宗本院士：陳學俊在西安交通大學的教育教學、科學研究、人才培養(yǎng)以及國家重點實驗室建設等方面取得的卓越成效和做出的突出貢獻。

西安交通大學黨委統(tǒng)戰(zhàn)部副部長牛宏杰：陳先生愛國愛校、參政議政、勇于奉獻、身體力行、助人為樂的優(yōu)良品質是我們后輩的旗幟。

西安交通大學能源動力工程學院副院長嚴俊杰：75年來陳先生獻身祖國、服務人民；扎根西部、艱苦奮斗，求真務實、兢兢業(yè)業(yè)。無限熱愛教育教學事業(yè)，為中國的教育事業(yè)做出了卓越貢獻，培養(yǎng)了一大批國內精英人才，在科學研究中取得重大成績。

西安交通大學教授林宗虎院士：陳先生將自己帶入熱能工程專業(yè)，激發(fā)專業(yè)興趣、指導專業(yè)方向、教授專業(yè)課程。其獨特的教學方法、前瞻的理論思想、崇高的學術素養(yǎng)，以及高尚人格魅力深深影響著學生的成長、成才、成功、成就歷程。

西安交通大學：陳學俊先生是中國熱能工程學科的創(chuàng)始人之一、多相流熱物理學科的先行者和奠基人。先生于上世紀50年代初籌建了中國高校中第一個鍋爐專業(yè)，開出了鍋爐專業(yè)的全部課程；籌建了中國高校第一個工程熱物理研究所；組建了中國第一個動力工程多相流國家重點實驗室，是國內外享有盛譽的能源動力工程專家和教育家，為中國能源動力工程科學事業(yè)做出了杰出貢獻。