陈赓于1903年2月27日出生于湖南湘乡市龙洞乡泉湖村。1909-1911年就读于本村私塾，1912年进入谭家祠堂私塾就读。1915年进湘乡县立东山高等小学堂读书1年[未毕业]。

1916年投笔从军，编进湘军鲁涤平部第6团2营当兵。1916-1920年，参加讨伐吴佩孚，驱逐张敬尧、赵恒惕，“护法”之役，湘鄂之役等战役。

1921年，从岳阳脱离军队到长沙，一边在粤汉铁路湘局作办事员，一边进入补习学校和业余中学继续学习。并在长沙参加“青年救国会”等群众团体，积极从事反帝爱国活动。

1922年进入毛泽东同志倡导开办的自修大学，和毛泽东同志领导下的革命团体有了较密切的接触，参加革命活动。1922年12月加入中国共产党。入党后曾经武汉沿长江到上海，并曾在上海大学旁听。

1923年2月，参加湖南“27”惨案的罢工和示威。1923年6月1日，任“湖南外交后援会”执行委员，参加反日斗争并负伤。

1927年2月从苏联回到上海。1927年3月前往武汉，在北伐军第2方面军任特务营营长。1927年4月出席在武汉举行的中国共产党第5次全国代表大会。1927年5月在汉口与上海代表王根英结婚。1927年7月15日武汉的国民党叛变革命后，被迫将特务营交出。1927年8月1日参加南昌起义。1927年8月24日在贺龙同志的第2军第3师第6团第1营任营长，在会昌战斗中左腿负伤。1927年10月起义军撤离潮汕后，经香港转往上海，进牛惠霖骨科医院治疗腿伤。

1932年6月率部参加鄂豫皖苏区第4次反围剿作战。1932年9月调任红四方面军参谋长，在新集西北胡山寨战斗中右腿负伤。1932年10月红四方面军主力离开鄂豫皖苏区，行至豫南地区，离队潜往上海治伤。1932年11月到上海又进牛惠霖骨科医院治疗腿伤。1932年在上海中央局揭发张国焘的错误路线。并曾两次会见鲁迅先生，讲述鄂豫皖苏区军民的斗争事迹。

1933年3月24日在上海被捕。1933年5月从南京逃出，被派往中央红色区域，任红军第1步兵学校即彭杨步兵学校校长。

1934年10月随中央红军长征，任红军干部团团长。

1935年5月1日率干部团巧渡金沙江，一举飞越皎平渡。1935年8月红军干部团与红四方面军红军大学合并，调任红一军团工作。1935年9月，红一、三军团在甘肃哈达铺改称陕甘支队，任第13大队队长。1935年10月19日中央红军到达陕北吴起镇，任红军第十三团团长。1935年11月率部参加直罗镇战斗，第3次负伤，弹穿左手拇指。1935年12月任红军第一师师长。

1936年3月红军东征，率部进军山西，转战同蒲铁路沿线。1936年6月率部回陕北后参加西征，协同兄弟部队解放甘肃、宁夏地区。1936年10月8日红二、四方面军进抵甘肃的静宁、会宁地区，结束长征；并在会宁城关与红一方面军会合，实现了中国工农红军三大主力会师。1936年11月率部参加山城堡战斗。

1942年10月敌占沁源。1942年12月，指挥部队一部配合民兵围困沁源。

1943年6月，亲自到沁源围困斗争前线视察，并向参加围困斗争的军民提出“1天杀1个鬼子”的战斗号召。1943年9月，听取了围困斗争情况的汇报，并作了坚持围困斗争到底的指示。这次围困直至1945年4月11日，坚持战斗30个月，沁源宣告解放。

1943年11月离太岳区前往延安。1943年12月进延安中央党校学习。

1945年4月参加党的第7次全国代表大会，当选为候补中央委员。1945年8月15日日本宣告无条件投降。1945年8月25日，由延安飞抵太行，随即返部。1945年9月7日，太岳区红军主力组成晋冀鲁豫野战军太岳纵队，任纵队司令员。1945年9月10日至1945年10月12日率部参加上党战役。太岳纵队共歼敌1万4千余人，活捉阎军第19军军长史泽波，炮兵司令胡三余等将官多人。1945年10月17日根据晋冀鲁豫军区命令，太岳军区主力部队组编为第四纵队，任纵队司令员。

1946年2月14日，打击第13集团军进犯侯马，迫使第13集团军总司令王靖国签订晋南停战协议。1946年2月至6月作为太岳部队代表，前去临汾、太原参加军事调处执行小组工作。1946年7月胡宗南部大举进犯晋南，率部于13日至16日在闻喜、夏县地区歼敌第311旅并予敌第167旅以歼灭性打击。1946年8月9日至9月1日斩断同蒲中段，歼敌第319师、第619师等部1万2千余人，解放5座县城。1946年9月3日，晋冀鲁豫军区政治部通令嘉奖太岳纵队在同蒲作战中英勇善战，纪律严明。1946年9月22日至24日在临汾、浮山间歼蒋军胡宗南部精锐部队。25日，中央军委向全军各部队首长发出《关于陈赓纵队作战胜利通报》，高度评价这次胜利的重要意义和陈赓卓越的军事指挥艺术；26日，延安《解放日报》发表《向太岳纵队致敬》社论；29日，晋冀鲁豫军区嘉奖太岳纵队临浮战役歼敌第1旅的胜利。以后，刘伯承司令员在1次晋冀鲁豫边区级干部会议上所作关于自卫战争形势的报告中说：“同蒲打得很好，中央夸奖说是出乎意料之外。”1946年11月至次年1月率部策应保卫延安，配合晋绥部队进军吕梁地区。11月24日至1月3日发起晋西南战役，解放城镇30余处，歼敌万余人；1月17日至29日发起汾孝战役，又歼敌1万6千余人。

1947年4月4日至5月12日指挥第4纵队与太岳军区部队发起晋南反攻作战，歼敌1万8千余人，攻克县城22座。1947年7月前赴陕北参加中央军委召开的小河会议。1947年7月23日毛泽东主席令刘邓野战军主力跃进大别山；陈赓兵团挺进豫陕鄂；华东野战军主力挺进陇海路，进至豫皖苏地区。遂由第4纵队和晋冀鲁豫野战军第九纵队、第38军组成陈赓兵团。 1947年7月27日中央电示陈赓兵团组织前委，以陈赓为书记。1947年8月2日-8月3日，率部分由平陆茅津渡及济源官渡、青河口横渡黄河天险，截断陇海铁路。1947年10月下旬，歼敌3万余人，解放县城15座。1947年9月13日中央军委电贺陈赓兵团歼敌新1旅及攻克卢氏等城的胜利。1947年10月29日率部发起伏牛东麓战役，解放县城十座。1947年11月29日豫陕鄂边区行政公署成立。1947年12月13日至12月30日率部配合华东野战军一部出击平汉线，解放县城23座，歼敌2万余名。陈赓兵团歼敌1万余名，破坏铁路400余里。12月12月21日中共中央电贺平汉、陇海大捷。

1948年1月25日在叶县的旧县镇主持召开兵团前委扩大会议，总结5个月以来的工作。讨论了根据地建设和新式整军等问题。1948年3月14日率部协同华野一部解放古都洛阳。1948年3月15日中共中央电贺解放洛阳。1948年4月5日率部再克洛阳。5月指挥所部及兄弟部队发起宛西战役；协同兄弟部队发起宛东战役。1948年6月12日中共中央电贺宛西、宛东、江汉3次大捷。1948年8月23日南征，兵团共作战245次，歼敌11万余人，解放城市511座，解放人口近千万，建立了豫陕鄂解放区。1948年10月22日率部协同兄弟部队解放郑州。1948年10月23日中共中央电贺郑州解放。1948年11月7日率部参加淮海战役。在战役第2阶段，协同兄弟部队歼敌第12兵团12万人。

1951年4月25日任中国人民志愿军第三兵团司令员兼政治委员。1951年5月27日，陈赓随同毛泽东主席接见彭德怀派回国内汇报工作的中国人民志愿军参谋长解方。1951年6月8日任中国人民志愿军副司令员（仍兼3兵团司令员、政委）。1951年8月17日由沈阳动身入朝。1951年8月21日过平壤。1951年8月22日抵达中国人民志愿军第3兵团司令部（驻地大水洞）。1951年9月2日抵达中国人民志愿军司令部（驻地在伊川西北的空寺洞）。1951年9月15日随志愿军司令部迁往平壤以西的桧昌。

1952年3月初由朝鲜回国。3月27日奉令重返志愿军司令部。1952年6月13日奉令回国，离桧昌。当日途经平壤，会见了朝鲜劳动党总书记、朝鲜民主主义人民共和国首相金日成同志。1952年6月14日朝鲜民主主义人民共和国最高人民议会常任委员会授予一级独立自由勋章。1952年6月16日跨过鸭绿江返回。1952年7月8日毛泽东主席批示同意调任中国人民解放军军事工程学院院长。1952年9月1日军事工程学院筹备委员会成立，兼任筹委会主任。

1953年9月1日军事工程学院开学，任院长兼政委、院党委书记。

1954年9月1日军事工程学院举行成立1周年暨第2期开学典礼，并进行阅兵。在阅兵式结束后向全体师生讲话。1954年9月参加军事代表团访问苏联。1954年10月31日任中国人民解放军副总参谋长。

1955年9月27日授予大将军衔。同时授予1级八一勋章、1级独立自由勋章、1级解放勋章。1955年9月29日任第一届国防委员会委员。

1956年4月率军事代表团访问越南。1956年5月3日离河内回国。1956年9月出席中共第八次全国代表大会，当选为中央委员。

1957年5月1日国务院免除所任军事工程学院政治委员兼职，但仍任院长兼党委书记，直至逝世。1957年9月上旬参加军事代表团访问苏联。1957年12月19日突患心肌梗塞病。

1958年9月25日任国防科学技术委员会副主任。

11959年9月16日任中华人民共和国国防部副部长。1959年9月26日任中共中央军事委员会委员。1959年10月国务院免去副总参谋长职务。

1961年2月由北京至上海疗养，住在华山路华东局招待所（原名“丁家花园”）。1961年3月7日带病开始撰写《作战经验总结》。原来计划共写6章：《序言》、《作战准备》、《进攻》、《防御》、《追击》、《转移》。但在序言部分完成后，心脏病发作。

1961年3月16日上午8时45分在上海病逝。