业毕业，被分配至大庆油田工作，任大庆研究院开发一室地质员；不久，被调往浙江。此时，他的父亲陈伟达正担任中共浙江省委副书记（1972年至1978年）。
步入政界.在浙江省科委机关工作了一段时间后，1983年3月，陈同海被任命为浙江镇海石油石化总厂的负责人，成为政坛的起步。此后，他历任浙江省宁波市常务副市长，省计经委副主任、党组副书记，中共宁波市委副书记，宁波市代市长、市长等职。1994年1月，陈同海被提拔为原国家计划委员会副主任，成为副部级官员，时年45岁。