早年经历
清光绪二十九年（1903年）4月7日，陈明仁出生于湖南省醴陵市洪源乡洪源村（今南桥镇洪源村）陈家岭一个农民家庭。幼时读过私塾和本地小学。
民国九年（1920年），考入长沙兑泽中学，毕业后回家乡白兔潭小学教书。
大革命时期
民国十三年（1924年），不顾家庭反对，入广州陆军讲武学校学习军事。同年秋转入黄埔军校第1期。
民国十四年（1925年），参加讨伐军阀陈炯明的第一、第二次东征。在东莞战斗中，抱病率领一个排冲锋在前，消灭陈炯明一个营，当即升任连长。在惠州战斗中，率领敢死队最先攻入城内，第一个登上城楼。在庆功会上，总指挥蒋介石命令全体官兵举枪向他致敬，并当场提升他为营长。
土地革命
民国十七年（1928年），起在国民党军队中任第10师56团团长、第3独立旅旅长、第88师师长等职，曾参加蒋冯阎战争、进攻福建人民政府及“围剿”闽赣红军和鄂豫皖苏区。后因性格倔强、对上不恭而受到排挤。
民国二十三年（1934年），被蒋介石召到庐山军官训练团学习。后任第2师参谋长、国民政府军事委员会参议。
民国二十四年（1935年），入陆军大学第13期学习。
抗日战争
民国二十七年（1938年），毕业后任第2预备师师长，曾参加抗击日军的九江保卫战和桂南会战。
民国三十年（1941年），在昆明因顶撞蒋介石而被明升暗降，调任第71军副军长。
民国三十三年（1944年），升任军长，随中国远征军参加滇西对日军反攻作战，率部渡过怒江，攻克号称坚不可摧的松山要塞。继而督战龙陵，命令各师组织敢死队，采取昼夜轮番进攻的方法，一举歼灭守军。尔后率部南下，在友邻部队久攻回龙山不克、远征军前进受阻的情况下，以“拿不下回龙山，我就死在山头上”的豪言，指挥所部在接防的第二天即夺取回龙山，并乘胜攻克畹町，同在缅北作战的中国驻印军胜利会师，打通中印公路。
解放战争
解放战争中，奉蒋介石之命率第71军到东北战场参加内战。民国三十五年（1946年）4月，率部从永吉向四平进攻，所属第87师被人民解放军击溃。
民国三十六年（1947年）6月，奉蒋介石“死守四平”的命令，率部抗击东北人民解放军的进攻，在丢失五分之三市区、官兵伤亡惨重的情况下，拼死抵抗至援军到达。战后升任第7兵团司令，获得青天白日勋章。但不久被告发纵兵抢粮而被撤职，调任南京总统府参军闲职。此后，在好友的劝导和中共党组织的影响下，思想开始发生转变，对蒋介石开始产生反感。、民国三十七年（1948年）10月，任华中“剿总”副司令、武汉警备司令兼第29军军长、第1兵团司令，与倾向和平的国民党长沙“绥靖”主任兼湖南省主席程潜接触密切。
民国三十八年（1949年）2月，率部到长沙，任华中军政长官公署副长官兼长沙警备司令，同程潜秘密筹划和平起义。7月，任湖南省主席、省“绥靖”总司令，同南下的人民解放军建立联系。8月4日，与程潜等率部通电起义，任湖南省临时政府主席兼中国国民党人民解放军第1兵团司令。9月，到北京出席全国政协第一次会议，受到毛泽东、朱德、周恩来的接见，并被选为全国政协委员。毛泽东还请他到家中做客，讲到“两军相战，各为其主”，“其他人起义有条件，有条件我们好办，你没有讲条件，反而使我们难办。”
建国之后
新中国成立后加入中国人民解放军，任湖南军区副司令员、四野第21兵团司令员、中南军政委员会委员。
1950年12月，率部赴广西执行剿匪任务，歼匪特3万余人。
1952年1月，所部改编为水利工程队司令部，领导荆江分洪工程建设。10月，任中国人民解放军第55军军长，率部开赴广东湛江，担负边防守备任务。
1974年5月21日，病逝于北京。
1925年参加广东革命政府两次东征讨伐陈炯明，惠州一役初露锋芒，他身先士卒，带头冲锋陷阵，第一个登上惠州城楼，此役歼敌一万多人，战功卓著，蒋介石夸他是黄埔的一面旗帜，庆功会上命令吹三番号鸣枪向陈明仁致敬。
九江御日
1938年6月，日军进犯九江，陈明仁领预2师参战，敢打敢拼，完成预定任务，战后获嘉奖。九江战役从6月23日开始，到10月28日结束，历时4个多月，毙、伤敌军几乎占武汉会战一半。
昆仑血战
1939年11月，日军自钦州湾登陆，攻占南宁，高峰隘、昆仑关失守，桂越国际交通线被截断。陈明仁率部反攻日军。在进攻九塘时，陈明仁抢占了石登岭高地。日军来援，陈明仁巧布口袋阵，6团居中，4、5团两翼，日军全暴露在枪炮之下。激战一天，陈明仁部歼日军1000余人。陈明仁的50人敢死队，摸到高峰岩日军指挥所，日军还在开会。敢死队一顿手榴弹招呼后，端着德国造20响就冲了进去，来了个一锅端。昆仑关一战，日军第5师团第22旅团长中村正雄被击毙，日军死亡4000余人。
滇缅反攻1944年春，中国远征军第71军副军长陈明仁率部在中缅边界抗击日军，指挥部队攻打龙陵。经过大小十几次激烈战斗，在友军配合下，歼灭大部分松山和龙陵外围之敌，该战后陈明仁升任军长。1945年1月，奉令主攻回龙山，陈明仁当着美国联络官的面立下军令状：三天攻下阵地。他针对日军崇尚武士道、顽固死守的特点，实行包围作战各个击破，并以密集火力消灭日军有生力量，最终在预定时间内把军旗插上了回龙山主峰，歼灭日军18师团和50师团大部，攻克日军固守号称坚不可摧的回龙山要塞，威振中外，被盟军将领称为：“一部军事指挥艺术的杰作”。美国随军记者专题报道该次战役，赞陈是威震敌胆的抗日名将。
1949年8月4日，程潜、陈明仁率湖南保安部队及国民党第一兵团两个军六个师七万七千官兵在长沙举行起义，为和平解放长沙作出杰出贡献。毛泽东主席、朱德总司令专电嘉励“义声昭著，全国欢迎，南望湘云，谨致祝贺。”
1955年被授予中国人民解放军上将军衔，荣获一级解放勋章。是第一届全国政协委员，第三、第四届全国政协常委，第一至第三届国防委员会委员。
新华社：陈明仁于一九四九年八月率部起义参加了中国人民解放军，对和平解放长沙做出了贡献。
中华人民共和国主席毛泽东：我看林彪打仗就不如你哟！
国民政府军事委员会委员长蒋介石：黄埔一期的一面旗帜。
