1913年，陈翰章出生敦化县西半截河屯的一个农民家庭。
1930年，陈翰章以名列榜首的成绩毕业于敖东中学。
1931年，陈翰章（春季）到文庙小学任教。
1932年，参加吉林救国军。春季告别新婚不久的妻子，经人介绍到王德林统领的救国军司令部工作，得以结识在救国军任参谋长的抗战名将周保中。在周保中的培养教育下，陈翰章进步很快。入伍不久，即任战地鼓动队长。
1933年，加入中国共产党，是东北抗日联军后期领导人之一。年仅20岁的陈翰章已升任救国军总部秘书长，并已成为地下党员。
1934年，任东北抗日联军第二军第二师参谋长、代师长。陈翰章调到党领导的宁安工农义务队任政治指导员。坚持宁安、穆棱、敦化、额穆、汪清、珲春以及中东铁路东段以南地区，确保与中共中央驻共产国际代表团的联系通道，同时衔接北满和南满各抗日联军的情况沟通，以达到全东北配合作战的目的。
1935年，陈翰章升任东北反日联合军第一师政治部主任，旋即调任第二师参谋长。
1936年，陈翰章调任东北抗日联军第二军第二师参谋长、代师长。在陈翰章的率领下，第二师与第五师配合，在宁安县团山子与伪军战斗，毙敌40余名。5月，在镜湖南部与日寇佐藤部队激战，击毙佐藤留次郎以下10余官兵。同月，又在宁安县烟筒沟袭击伪警察队31人，将其全歼，缴获轻机枪一挺、步枪28支。被日寇称为“最为显著”的“有力之匪”。为了消灭陈翰章所部的抗日武装，敌人玩弄政治阴谋，驻宁安的日本宪兵队要求会见陈翰章。经第五军军部批准，陈翰章在唐头沟东山接见日本雄谷太郎。雄谷建设抗联与日军合作；或者不愿合作，将部队移出三江地区，保存实力，以待时机云云。陈翰章义正辞严地回绝了日寇的条件，并警告雄谷，不要再当军国主义分子的鹰犬，否则，再以相逢，杀不赦。
1937年7月，陈翰章率部途经镜泊湖北湖头时，突袭守卫水电站工地的日本守备队，焚烧工程事务所，解救大批中国劳工，致使日本侵略者苦心经营多年的水电站，仅开工半年就遭到严重破坏而停工。
1937年8月，率部在安图县大沙河实行“围城打援”。经过4天战斗，共毙伤俘敌500多人，缴获机枪7挺、步枪300余支。
1937年9月24日，他率部截击日军松岛“讨伐队”，全歼包括日军少将部队长松岛在内的100余人。
1938年5月，在中共吉东省委的领导下，陈翰章率第二军第五师与抗联第四、五军等部开始西征。陈翰章率部由牡丹江南下，直捣正在修建的镜泊湖水电站。7月初，焚毁了工程事务所，解放了大批中国劳工，致使日本侵略者苦心经营数年的水电站，仅开工半年，就受到严重破坏，被迫停工。
1939年7月，第二军第四、五师合编组成抗联第一路军第三方面军。陈翰章任方面军指挥。不久，即取得大沙河战斗的胜利。大沙河战斗，历时4天，共打死、打伤和俘虏日伪军500多人，缴获轻机枪7挺、步枪300余支，及大批军用物资。
1939年之后，陈翰章率领抗日健儿驰骋沙场，屡立奇功，打得日寇及伪军心惊胆裂，日夜不宁。
1940年，陈翰章率部队从蛟河向敦化作战，当部队行至敦化黑石岭东侧一座江桥时发现有日军埋伏，陈翰章把部队化整为零，分成小股分批渡桥，日军以为是大部队的前方尖兵，没有攻击，等想明白过来时，部队半数已成功渡桥。接着渡桥部队与未渡桥的部队从两翼对设伏的日军进行夹击，成功击溃了日军。
1940年，东北抗日联军进入最艰苦的时期。杨靖宇总司令及第一方面军指挥曹亚范先后殉国。为了牵制敌人，陈翰章指挥部队继续在敦化、宁安一线战斗。
1940年10月，陈翰章和第五军第二师政治部主任陶净非会合。他们决定，由陶净非带领20余名老弱人员进入小沟密营，其余40多名战士由陈翰章带领继续战斗。
1940年12月5日零点40分左右，陈翰章率领部队袭击了镜泊湖北湖头日人采伐木材的“高岗作业场”。因伪满警察、自卫队、守备队等事先有所准备，凭借掩体以优势火力进行抵抗，陈翰章部突袭未能成功，作战中牺牲两人，于是撤退。尔后12月5日5点以后，陈翰章部7次和日伪满军警讨伐队遭遇，展开激烈战斗后，牺牲14人，被俘1人。此时陈翰章部陷入极度的疲劳和饥饿状态。陈翰章为了回避日满军讨伐队和解决饥饿，决定返回陶主任留守地。南下镜泊湖东大庙岭附近。12月7日夜里，陈翰章部的一个人忍受不了极度的疲劳和饥饿，叛逃至湾沟附近讨伐队。
1940年12月8日下午13点20分左右，伪满警察队在宁安镜泊村小弯沟东南方约2公里处发现陈翰章部，开始围攻陈翰章部19人。陈翰章率部奋力反击，一时枪声大作，双方展开激战，激战一个小时30分左右，优势兵力的讨伐队打散陈翰章部。陈翰章部队5人壮烈牺牲，5人被俘获，其中有赵指导员和1名朝鲜族女战士。现场留下轻机枪1挺，三八式、七九式步枪各1枝，毛瑟手枪1支，勃朗宁手枪5支，携带电话机筒1个等其他物品。在被俘的陈翰章部下和叛逃部下的确认下，证明了遗体中有令日本侵略者心惊胆寒的抗日名将东北抗日联军第一路军第三方面军总指挥陈翰章。牺牲时的陈翰章将军随身携带毛瑟和勃朗宁手枪各1支、宁安县南部十万分之一和五万分之一地图各一份与肩章，时年仅27岁。
1940年12月8日夜，由于叛徒出卖，敌人调集重兵包围了陈翰章所部的驻地湾沟村。陈翰章孤身一人与敌人对峙。敌人企图软化英雄，提出优厚条件让陈翰章投降，陈翰章不为所动，终于慷慨殉国。
1948年10月，长春解放后党派人找到了陈翰章的遗首，安放在东北烈士纪念馆。
1955年，陈翰章遗体又安葬于哈尔滨烈士陵园。
2013年4月11日下午，陈翰章的头颅，在他诞辰一百周年之际，被迎回故乡吉林省敦化市，并将与其遗体合葬。
在镜泊湖畔、长白山麓，到处留下了陈翰章率部与日寇浴血苦战的足迹。许多敦化的老人，至今仍在传诵着陈翰章将军寒葱岭大捷、智取额穆警察署、攻占安图县大沙河之战的赫赫战功，他率部战斗在吉林、滨江、牡丹江、间岛、通化、东安六地，是插在日军心脏的一把尖刀。陈翰章身经百战，是杨靖宇将军的得力助手，杨靖宇牺牲后，陈翰章将军率抗联一路军第三方面军坚持斗争，在抗联的抗日战争最危急最低潮时，他仍然不肯撤退。
1935年，日寇终于摸到了将军的家里。他们得知陈翰章从小就是孝子，四代单传，成家之后尚未生儿育女后，日本宪兵驻敦化分遣队很快把陈翰章父亲陈海和妻子邹氏抓来，以陈家一族性命为抵押，逼着陈海去寻找陈翰章。陈海无奈，在特务跟踪下，带着邹氏一路北上，在宁安斗沟子见到了陈翰章。
国难当头，面对父亲妻子，表示宁可家破人亡，也要抗战到底，决不奴颜婢膝，做亡国之奴。他对家人所能做的，仅仅是安慰，并劝说邹氏择人另嫁。陈翰章从此断绝了与家人联系，义无反顾地投身抗战。“七七事变”之后，在中共吉东省委的领导下，陈翰章率领抗联第二军第五师与第四军、五军等部开始西征。他率部西征途经镜泊湖北湖头时，突袭了守卫水电站工地的日本守备队，焚烧了工程事务所，解救了大批中国劳工，致使日本侵略者苦心经营多年的水电站，仅开工半年就不得不停工。
不久，第二军第四师、五师合编组成抗联第一路军第三方面军，陈翰章任方面军指挥。1937年8月，他率部在安图县大沙河实行“围城打援”。经过4天战斗，共毙伤俘敌500多人。紧接着，陈翰章又率部截击军松岛“讨伐队”，全歼包括日军少将部队长松岛在内的100余人。
第三方面军共有600多人，这是抗联第一路军中人数最多的方面军，也是陈翰章亲手培养起来的抗日武装。他在同年9月率领着这600名战士，在2200多人的日伪军包围中击毙了敌军的总指挥牛岛大佐。在日寇调集近8万人的兵力进行扫荡的危急关头，陈翰章率部一个月三场大捷重挫了日寇的嚣张气焰。
陈翰章喜欢主动出击，每次战斗都打到敌人的痛处。据不完全统计，从1932年9月至1940年12月，在这八年期间陈翰章参加并指挥抗击日本侵略者的战斗数百次，击毙日本侵略者数千人。
1940年，在关内节节进逼的日寇终于腾出手来，妄图一举镇压孤军奋战的东北抗联。2月23日，杨靖宇被叛徒出卖后战死，抗联部队士气遭受重创。在危急关头，陈翰章率部在强大的敌人中间往来穿插，尽可能地运用灵活的战略战术消灭日寇，减少牺牲。“4月的时候，陈翰章在战斗中腿部受伤，因为没有消炎药，伤口发炎化脓，他就用一根小木棍把布条捅进伤口里，咬着牙来回拉动布条，把烂肉和脓血全部清理出来，处理之后率部继续战斗。”杨明谷感叹说：东北抗战从一开始就几乎处于孤立无援的境地。条件恶劣、处处受敌、斗争残酷、没有后方、没有支援，这注定抗联的抗日斗争是悲壮的。
但是重重困难并没有让陈翰章退缩，他没有和其他一些部队那样退入前苏联境内，而是指挥部队继续在敦化、宁安一线战斗，让日伪知道：杨总司令虽然牺牲了，东北的抗日烽火并没有因此熄灭。据日伪资料记载，1938年到1940年，三方面军与日伪战斗次数达同时期东北抗战总战斗次数的百分之五十五，被日寇称为“最有力之匪”。
抗联队伍毕竟是人单势孤，战力损失越来越大，陈翰章不得不将部下化整为零开展游击战。1940年12月8日早晨，陈翰章在湾沟村刚和战士们用雪水煮了一点麦子吃，就被叛徒带来的敌人包围。为掩护4名女战士突围，陈翰章与所部仅存的十几名战士与百倍之敌展开力量悬殊的生死决战。在接连击退日伪军四、五次进攻之后，战士们纷纷倒下，只剩下陈翰章孤身一人与敌人对峙。“陈翰章，投降吧！给你大官做！”敌人以高官厚禄劝他投降，“我死也不当亡国奴！”陈翰章用子弹回答敌人。战斗到最后，他的右手和胸部都负伤，扑倒在雪地上。他又顽强地靠着一棵大松树坐了起来，准备用左手射击。敌人冲上前去夺去了他手中的枪，他仍痛骂敌人，敌人用刺刀剜出了他的双眼。陈翰章鲜血流尽，英勇牺牲，年仅27岁。
陈翰章是杰出的共产主义战士，是东北抗日联军第一路军的著名将领。他战斗的足迹踏遍了镜泊湖畔跨越吉、黑两省的广大山区。在那里，他指挥抗日游击健儿们，歼灭了数不清的日伪军。为中华民族立下了赫赫战功。
敦化市第一部大型纪实舞台剧《陈翰章》在敦化市影剧院进行了首次试演，取得成功。该剧真实展现了年轻的陈翰章在“九一八”事变后，带领抗联战士转战黑龙江、吉林两地英勇杀敌的事迹，以及因叛徒告密，宁死不屈，以身殉国的故事。
