陈薇院士的专业背景涵盖了 化学工程、 生物化工和 微生物学。她在1988年毕业于浙江大学化学工程系，获化学工程学士学位。之后，她被免试推荐到清华大学化学工程系生物化工专业攻读硕士学位，导师为丛进阳教授。1991年，她获得清华大学工学硕士学位。1995年，陈薇考取了军事医学科学院微生物学博士研究生，攻读基因工程专业。1998年，她从军事医学科学院获得医学博士学位，并被选入军事医学A类人才库。