少而端嶷，不妄笑言。三四岁时，过目成诵。十二岁，工属文。十五岁，补博士弟子。

陶大临三次参加乡试后中举，又参加三次会试，终于在嘉靖三十五年（1556）高中榜眼，授翰林院编修。权相严嵩欲招致门下，数次派遣他的儿子严世蕃等候，陶大临交待看门人以已经外出回应。吴时来弹劾严嵩，陶大临帮助他定疏草。吴时来下诏狱，诘问其所共谋。陶大临不顾，日饷之药物，吴时来亦忍死无一言。丁母忧，服除，以原职校录《永乐大典》，又授诸太监读书。

明世宗驾崩，丁父忧归，进翰林侍读，参与编撰《明世宗实录》。历任侍读学士、南京国子祭酒。擢少詹事兼侍读学士，召侍太子朱翊钧讲读。进詹事。

明神宗即位，迁礼部右侍郎兼学士。充《明穆宗实录》副总裁。改任吏部侍郎。卒，年四十八岁，赠吏部尚书，谥文僖。