陳良基於1998年到2000年間擔任國立臺灣大學電機系副主任，2001年到2004年間擔任臺大電子研究所所長，2008年到2010年間擔任臺大創意創業學程主任兼臺大副研發長兼電資學院副院長，2012年到2013年間擔任國家實驗研究院院長。 2016年5月20日，陳良基由臺大副校長轉任教育部政務次長。 2017年2月8日，陳良基轉任科技部部長。 2018年6月，超越徐爵民成為科技部成立以來任期最久的部長。 2019年1月11日，賴清德宣布內閣總辭，並由蘇貞昌接任行政院長。陳良基在接受蘇貞昌徵詢後，原定轉任教育部長。但因科技業界反映觀感不佳，蘇最後決定陳繼續留任科技部長。