1906年（清光绪三十二年）入广东陆军小学堂，加入同盟会。后升入南京陆军第四中学堂。
1912年入保定陆军军官学校。
1913年离校参加二次革命，失败后赴日本入大森浩然庐学校。
1915年回广东策划谋炸广东督军龙济光的活动，事泄被捕入狱，后越狱再逃日本。
1947年6月被授为陆军上将并退为备役。
1949年9月出席中国人民政治协商会议。中华人民共和国成立后，历任中央人民政府委员、中南行政委员会副主席、全国人民代表大会常务委员会委员、中国人民政治协商会议全国委员会常务委员、国民党革命委员会中央常务委员等职。
学生军经历了战斗，看到部队的伤亡，知道战争不是儿戏，有些人胆怯，而有一些人，则看到湖军陆北第三中学的学生纷纷运动，当上了都督府的科员，有些眼红，觉得当兵屈才，不愿再在学生军服役。黄兴亲自集合学生军进行训话、劝说。希望他们留下来继续战斗，但没有多少效果，只好发给路费，让他们回到南京。陈铭枢、蒋光鼐等骨干尚有50多人没有动摇，留了下来，继续坚持战斗。
他混上军官后，不用穿草鞋了，但他仍然是倒霉到底。人家穿高筒军靴是英姿飒爽，走路嘎吱嘎吱响得神气，他穿上不舍得脱下，没几天就捂出了香港脚。1928年12月，陈铭枢当上广东省政府主席时，经常开会中途恰逢香港脚发作，奇痒无比，忍不住当众脱鞋褪袜抠脚丫子，熏得一屋子的人掩鼻疾走。他反诧异地问属下“有没那么夸张吧？为什么以前蔡廷锴他们没觉得臭？后来路过香港时顺便治疗香港脚，恰巧在医院碰上火烛，惶急之下跳楼逃生，把腿摔断，只好留在香港休养月余。结果是香港脚治好了，腿却瘸了。粤军里的兄弟消遣他，便给他起个绰号叫“阿跛”。未几，全省皆知省主席跌跛脚，全跟着起哄叫他“阿跛”。
“九·一八事变”后，日本帝国主义一方面在东北扩大侵略，仅3个月就占领了东北；另一方面在上海制造事端。在上海这个中国最大最主要的工商业中心对中国施加压力，既可进一步压迫南京国民政府让步，又可扩大在上海的侵华势力，还可以转移国际社会对东北的注意力，可谓一箭三雕。在日本的蓄意挑动下，上海形势日趋紧张。
1932年1月18日，上海的日本浪人在三友实业社挑衅，纵火焚毁工厂。随后，日本人四处寻衅闹事，日军大举增兵上海。日方通过外交途径向中国方面提出，要求中方道歉、惩凶、赔偿及取缔抗日运动等无理条件，上海呈山雨欲来风满楼之势。
19路军在上海的备战活动，不仅报告给陈铭枢，也报告给南京中央政府。龙华会议当天，蔡廷锴与戴戟联名致电孙科、何应钦等人，表示：“日本海军及陆战队强迫我接受不能忍受之条件，并闻将取断然处置免职等为国家人格计，如该寇来犯，决在上海附近抵抗，即使牺牲全军，亦非所顾。”但当时国民党内部以主张对日慎重者居多。蒋介石、汪精卫携手合作之后，均主张以保全上海经济中心为前提，对日方要求只采取和缓态度。据此，上海市政府接受了日方的四项要求。日方又节外生枝，无理要求19路军退出闸北。南京军政部为避免冲突，下令19路军后撤南翔、真茹一线，将闸北防务交给宪兵第6团担任。但让步并不能满足日本的侵略野心，28日晚，就在19路军准备移防、宪兵6团准备接防之际，日军向闸北发动进攻，19路军奋起还击，震惊中外的“一·二八”淞沪抗战拉开了大幕。
蒋介石在浦镇召集何应钦、罗文干、陈铭枢会商上海战事。蒋表示：“沪事以19路军保持十余日来之胜利，能趁此收手避免再与决战为主。”条件是：1．如日本确无侵占闸北之企图，双方立即停战；2.停战条件须双方各自退至相当地点，中国军队退出地方由中国警察维持。蒋还说：“我军进攻，无论如何牺牲，亦不能达到任何目的。在全盘计划未定以前，仍取攻势防御为要。”所谓“攻势防御”，是以进攻为手段，达到防御的目的，因此，不包含积极进攻、驱逐日军的战略意图。蒋介石的意旨，除电知19路军将领外，他还让陈铭枢单独电示蒋光鼐，转达他的意图：“政府对外态度与民众口气，轻重缓急，其作用不同，兄等须谨慎从事，依照政府指导而行，外间不负责之议论不理会也。”陈铭枢特意在电文后加上“以上系总司令面嘱电达”一句话，以示那是蒋的意思，同时也向前线将领表明他在中枢的困难处境。
从此电可知，陈铭枢是抱着不惜牺牲、不计代价的决心，激励19路军坚持上海抗战，以推动全国的抗日浪潮。在抗日的问题上陈铭枢与蒋光鼐、蔡廷锴是一致的。在具体问题上，他们因为各自所处地位不同，会有一些差别。蒋、蔡更关心军事作战与部队处境，陈则多考虑政治与大局，从中也可见陈铭枢作为一个军事领袖的政治眼光。蒋、蔡尊重陈的意见和政治指导，接陈电后，蒋即复电称“职等亦作如此打算”。陈铭枢坚定的抗战立场，大大鼓舞和坚定了19路军将士的战斗决心。在整个淞沪抗战期间，陈铭枢在后方为19路军摇旗呐喊，蒋光鼐、蔡廷锴在前方指挥作战，他们之间的密切合作是淞沪抗战得以坚持的重要因素之一。
日军以武力威胁我军的企图失败后，淞沪前线爆发了开战以来最为激烈的战斗。从20日开始，日军全线进攻吴淞口、江湾、闸北。22日，日军集结重兵，在猛烈炮火掩护下，重点进攻庙行。双方短兵相接，混战肉搏。第5军阵地一度被日军突破，张治中亲临前线指挥堵截，蒋光鼐当机立断，果断地命令19路军实施反突击，终于收复阵地，重创日军，毙敌上千，取得了淞沪抗战以来最大的战果。
淞沪抗战打了一个多月，日方继续增兵，中方人力物力缺乏，陈铭枢向蒋介石多次请求增援无望，仍不放弃自己的努力，不断为19路军奔走呼号。他不避嫌疑，不顾劳累，为的就是国家民族的生死存亡大计。然而，除了19路军听从他的指示，在前线坚守阵地之外，他在国民党军政界的努力所得不多。毕竟独木难支，在做了自己能够做到的一切之后，陈铭枢心力交瘁，卧病于床。但他仍指示19路军抵抗到底：“(作战部署)须看日军增加如何，再定计划。惟盼兄与诸同胞尽力之所能及，以抗强敌而已!”
日军在得到国内大规模增援后，正面发动全线总攻。同时，日军以重兵在我军侧后浏河口一带登陆。因为我军防线空虚，日军登陆后得以不断扩大阵地。张治中急调部队堵截，与日军做殊死战斗。形势对我军极为不利，我军有被日军包围的危险。蒋光鼐审时度势，果断决定于当晚全线后撤至二线阵地，继续抵抗。他在给何应钦、陈铭枢的电报中说：“援绝兵尽，无法应付，全线动摇，职乃决心11时开始全线撤退。”在敌军重兵压迫之下，蔡廷锴亲至前线，巧妙地指挥部队，脱离战线，安全后撤。吴淞炮台翁照垣部则死守至3日方撤。我军撤退后，日军因为达到了预定目的，也不再前进，双方对峙，战斗中止。历时一个多月、震惊国内外的“一·二八”淞沪抗战告一段落。
淞沪抗战，19路军阵亡2390人，负伤6343人，失踪131人；第5军阵亡1825人，负伤3487人，失踪625人。蒋光鼐、蔡廷锴、张治中以及19路军和第5军将士，包括无数英雄，为中华民族抵御外侮做出英雄业绩，永垂史册。陈铭枢为发动、组织、指挥“一·二八”抗战，付出了无数辛劳，他作为抗战的中坚人物，同样功不可没。
淞沪抗战后，由于19路军被蒋介石调到福建“剿共”，陈铭枢发动了“拆台”倒蒋运动。失败后，他卸职出国，在欧洲漂泊了半年多之后。他痛定思痛，认为反帝必先抗日，而抗日必先反蒋，因为蒋的政策已成为抗日的障碍，反蒋抗日就是他追求的最直接的政治目标。一个重大的政治图谋在他胸中酝酿成熟。1933年5月6日他自法国回国到达香港。他回国的目的非常明确，就是另开政治局面，发动反蒋抗日。
此时，19路军在闽西与红军处于对峙状态，时有战斗。因此，19路军要在福建起兵反蒋，一个必须解决的问题是与中共和红军的关系，如果19路军和红军不能建立反蒋联盟，那么，19路军势必陷于两面作战的危险境地，那就必败无疑了。陈铭枢还在欧洲的时候，就考虑了和中共合作问题，因而回国后，一开始就着手沟通与中共的联系。他见两次派人去上海与中共联系都无结果，便写信交陈公培带往福建，与蔡廷锴相商，争取与前线的红军直接联系。
陈铭枢在香港得知与中共的联系已经沟通的消息，非常高兴。10月，陈铭枢由香港秘密到达福建，与蒋光鼐、蔡廷锴商量具体进行办法。因为陈公培与19路军的关系不深，蒋、蔡提议派19路军秘书长徐名鸿领头，偕陈公培等前往瑞金。10月上旬，徐名鸿一行从龙岩出发到达瑞金，与中共中央负责人谈判。朱德、毛泽东会见了徐名鸿一行，向他们表示赞同红军和19路军在抗日反蒋上进行合作。10月，中共代表潘健行(汉年)与19路军代表徐名鸿签订了《反日反蒋的初步协定》。
19路军与中共签订的协定，解除了他们在将来举事时两面作战的危险，也使红军可以腾出力量来对付蒋介石“围剿”，对双方都是有利的。但是这个协定并未完全达到19路军与陈铭枢最初的愿望，他们本想与中共达成具体的反蒋作战同盟计划，互相支持，但这个计划没有被中共方面的接受，而是被搁置到将来考虑，这使他们多少有些失望。
在福建人民政府行将成立之际，蒋介石亲自出马，极尽利诱、威胁之能事，力图将其消弭于无形。他曾函电劝蒋光鼐，“以昔日战功为重，勿听信他人，误入歧途”。他对手握兵符的蔡廷锴尤为重视，一再向蔡查询陈铭枢来闽活动的情况，并派飞机来福州，接蔡去庐山面谈。蔡托病拒绝，蒋又几次电催。
蒋介石为阻止福建举事，最后直接向陈铭枢摊牌。他在福建举事前夕，两次给陈去电，劝陈勿受他人挑拨离间，为一时误会所隔阂；阐述今日中国非剿共不足以抗日，非先安内即无力御外，希望和衷共济，实现六七年来同甘苦、共患难的宿望，盼即到南京中枢共负国家大事云云。
1933年10月20日，福建人民政府经过紧张的筹备，匆匆拉开了帷幕。这一天，福州全城洋溢着一派新的气氛，大小街道遍贴“打倒帝国主义”、“打倒蒋介石”、“打倒南京卖国政府”、“实行工农解放”等标语，扑面而入行人眼帘。当日上午，机关休息，学校放假，商店停业，经过动员，各界群众数万人齐集南门公共体育场。上午9时许，中国各省人民临时代表大会宣布开会，来自全国各省的代表百余人是这次大会正式代表，他们多为各地反蒋派人士。出席大会的领袖人物，有李济深、陈铭枢、蒋光鼐、蔡廷锴、陈友仁、徐谦、黄琪翔、章伯钧、戴戟、李章达、梅龚彬、余心清、胡秋原等。黄琪翔被推为大会主席团主席，报告开会的宗旨：“站在革命的立场，来共谋如何拯救中国危亡”，“我们应以加倍奋勇的精神，努力迈进，完成革命的要求”。其后，李济深、陈铭枢、蒋光鼐、蔡廷锴、陈友仁、徐谦等都相继发表演说，一致主张打倒蒋介石、南京政府及国民党，建立人民革命政府，保障人民权利，实行农工解放，演说完毕，即提出提案，发表人民权利宣言，组织人民革命政府，改用上红下蓝中嵌黄色五角星形之国旗，经全场民众一致举手通过，当即举行了升旗仪式，随后整队出发游行。
福建人民政府的一系列纲领和政策，说明它是一个主张维护民族独立、实行政治民主、发展民族经济的政府。然而，在蒋介石的重兵围剿下，福建人民政府很快就失败了。
1941年皖南事变之后，大后方的抗日运动民主受到压制，许多著名的民主人士不得不离开政治空气沉闷滞重的重庆。同年12月，太平洋战争爆发，中国成为国际反法西斯同盟的一员，中国抗日战争的国际环境空前改善。但蒋介石、国民党不是趁此时机，努力面起，反而感到松了一口气，造成大后方的政治、经济、军事形式都日趋恶化。政治上，吏治腐败，贪污盛行；经济上，物价飞涨，生活困难；军事上，消极避战，士气低落。这一切都引起了各界有识之士对大后方的时局、对抗战的前途、对中国向何处去的深切忧虑。
1943年初，在重庆的谭平山、陈铭枢、杨杰、王昆仑、郭春涛等国民党民主派，为了交流对国内外形势的认识，酝酿搞一个时事座谈会，具体事宜由甘词森、郭春涛等人出面进行。目的是团结国民党内的民主分子，开展抗日救亡运动。
1943年9月，筹备组开了第一次会议。此后的聚会经常在陈铭枢家举行。筹备组聚谈的主题是成立国民党民主派组织问题。首先讨论的是组织名称，大家取的名称都没有脱离国民党的范畴，如中国国民党民主同志会、中国国民党民主联合会、中国国民党民主同志联盟、中国国民党民主同志联合会等。后来孙科一度表示可以秘密参加，但主张不用国民党的名字，不然蒋介石必定反对。最后大家决定，组织名称叫“三民主义同志联合会”，简称民联。
1945年8月，日本无条件投降，中国人民艰苦卓绝的14年抗战终于赢得了胜利。但是，战后中国的局势仍然复杂万端，内战的阴影笼罩着中国大地。经历了14年抗战的磨炼，陈铭枢对中国未来的发展有了更清醒的认识，对蒋介石国民党的独裁统治、内战政策持批评态度。他更多更深地参与了战后民主政治运动，为建立一个民主的新中国而奔走奋斗。
战后初期，国内一度出现了国共和谈的宽松局面，召开了政治协商会议，各民主党派的合法化成为可能。民联的活动也由半公开走向公开，并积极筹备召开第一次全体大会。1945年10月28日，三民主义同志联合会第一次全体大会在重庆上清寺特园举行。
民联的成立，是国民党民主派适应新形势要求的举动。它的政治主张是坚持孙中山的革命三民主义和三大政策。它的成立使国民党民主派形成了一支有组织的力量，在推动国民党民主派参加民主政治运动方面起了积极作用。
1946年4月，民联中央结束了在重庆的工作，转往南京、上海，民联成员也随着战后复员，多数转往东部省区活动。由于国民党坚持一党专政政策，国共从6月开始爆发大规模冲突；民联也开始公开批判国民党与蒋介石的内战政策，并从组织上与国民党决裂，与其他国民党民主派组织共组成新的政治党派。1947年2月，民联在上海召开第四次政治会议，会议政治报告认为，国民党自1927年以后就为反动分子窃取，“他们的主张愈来愈顽固，行动愈来愈腐化，手段也愈来愈毒辣，但忠实于三民主义的革命同志，是一直到今天在不断的、坚决的、公开的反对他们，和他们作无情的斗争”，“我们愿意和全国各党各派联合起来，站定人民的立场共同努力”。在国民党眼中，此时民联的组织与行动无异于为中共外围，对其成员除上层人物还暂时容忍外，其他人已成为追捕对象。“戡乱”动员令在7月实行后，民联转入地下活动，陈铭枢更少抛头露面。
1946年4月，李济深、蔡廷锴、蒋光鼐等人组织了“中国国民党民主促进会”，李济深任主席。为了协调行动，1947年3月，李济深由上海到香港。9日发表《对时局意见》，公开表示抗战后中国不幸局面的根源，“就是违背孙总理遗教的中国反动派”，而蒋介石“竟成为反动派的领袖”，“应负主要责任”。从此，国民党民主派反蒋公开化，并酝酿成立新党与国民党彻底决裂。5月，李济深、何香凝、蔡廷锴等在香港聚会，讨论成立一个共同的革命组织，以团结国民党的爱国民主力量共同斗争。因为在港的多为民促进的同志，李济深等认为应邀请民联同地来港共商大计。民联接到李济深的信后派柳亚子去香港，与李济深、何香凝、蔡廷锴、朱学范等组成中国国民党民主派联合代表大会筹委会，在香港开始筹备工作。在讨论党名时，大家都主张在名称中保留国民党三个字，何香凝并举出当年福建事变更改党名失败的教训，陈铭枢也同意。最后大家决定用中国国民党革命委员会这个名称。
陈铭枢回到上海，在十分复杂、危险的环境中从事第二条战线的秘密工作：对国民党军政人员的策反工作，获取国民党军事情报，配合中共领导的人民解放战争。民革号召各地国民党军政人员及单位，“揭竿而起，向人民靠拢”。其后连续发表《告国民党将士书》、《告海内外同胞书》、《告蒋管区本党同志书》，号召国民党军政人员立即行动起来，转变立场，举行起义，与人民解放军并肩作战，推翻蒋介石国民党政权。陈铭枢由于过去的经历以及与国民党军政人员的广泛联系，在策反工作中扮演了一个重要的角色。
有意思的是，1947年6月9日，在抗日战争期间倍受蒋介石冷落的陈铭枢被国民党政府授予上将军衔。这位虽然战功卓著，但早已手无一兵一卒的将军，在内战激烈进行之际，获得了这个毫无价值的虚衔。
1948年底，人民解放战争向南发展，已经迫近国民党统治中心南京、上海地区。这一地区国民党统治严密，特务密布，耳目众多，秘密策反工作稍有不慎，即会影响地下工作人员和策反对象的安全，带来难以估量的损失。为此，民革中央考虑到陈铭枢的安全和工作的需要，建议他隐蔽活动。陈铭枢在沪期间，隐居南昌路善庆坊20号前国民党驻北欧诸国公使诸昌年家中。他对外联系，经常通过秘书李家友，找申江医院院长刘之纲接头；与民革的联系，通过郭春涛、吴艺五进行；与中共的联系，通过郭春涛与上海局吴克坚进行。陈铭枢就是在这样的环境下，临危不惧、机智沉着地从事危险的秘密策反工作。
1949年5月27日，上海解放，陈铭枢也走向了新的政治生活。他由衷地拥护中国共产党。6月18日，他作为三民主义同志联合会的代表到达北京，参加了新政治协商会议筹备会。
新政协成立后，按照新中国的政治规划，国民党民主派着手建立统一组织，由民革、民联、民促和国民党其他爱国民主分子，于1949年11月12日至16日间，举行代表会议，统一成立一个组织，即中国国民党革命委员会，民联和民促同时宣布结束。选举后陈铭枢出任民革中央常委，1950年9月，中央人民政府提名陈铭枢为中南军政委员会农林部副部长。然而。他深感失落，因而迟迟不愿赴任，宁愿去华北人民革命大学学习。后经毛泽东亲自做他的思想工作，希望他了解一下地方情况后，再回北京来。他才接受这一工作，高高兴兴到任去了，不久转任中南农林部部长。
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大革命时代造就了铁军（国民革命军第四军）这支英雄的军队，也造就了一批叱咤风云的铁军人物，这些人物同铁军一样，带有鲜明的时代特色。
当张、桂军回师南下时，蒋光鼐率三个师不主动攻击，而是采取守势，在衡阳周围构筑工事，待其攻坚，当张、桂军攻坚受挫时才转为攻势，将其歼灭。以上战役说明二人的用兵方略，陈较灵活，有在不同战争环境中的适应性。
1945年毛泽东代表中共赴渝和国民党签订“双十协定”时，陈铭枢从《石门颂》中集下这五言联书赠毛泽东，对中国共产党寄予了希望和信赖。从它那挺拔、遒劲的笔法上，能感受到作者书写它时的一片激情。《石门颂》，有“隶中草书”之称。
挽联
先生公勇诚明，嫌怨所不避，强权所不畏，逆贼之所不忍杀，乱党之所不忍欺，呜呼噫嘻，竟被狙于大难削平之日；
世界纷纭浊乱，奸宄是相亲，忌嫉是相扼，毒螫于是肆其残，鬼蜮于是逞其技，哀哉耗矣，更问谁为挺身负责之人。
毁誉未必事为凭，试看相忌者致公速殁，相附者欲公永存，相劫持者则欲公实殁而名存。惟念本身存殁，业经历尽辛酸，公犹难补破缺河山，谁更擎天撑半壁；
仁智皆由人所见，回忆民族论与我略同，民权论与我小异，民生著论尝与我争同以竞异。但期后世异同，当今有能辨别，我亦遇到艰危棋局，却曾挥手挽全盘。
陈铭枢将军故居(7张)
陈铭枢的家乡璋嘉村，如今交通方便。从水路走，由曲樟乘渡轮沿六湖水库行进，可观山览水，眺望山上和山脚的寺庙，半小时可到达璋嘉；从陆路走，从公馆乘班车直达，约半小时行程。
他逝世时，在嘉兴寺开追悼会，那天参加追悼会的人特别多，其骨灰安放在北京八宝山，没有建墓园和纪念馆。在纪念陈铭枢名将110周年的讨论会上，大家指出：国家的伟人、名将皆有故居、墓园、纪念馆，而陈铭枢名将的故居因修水库被毁，有损他的声誉；而旅居北京、美国的陈铭枢的儿女不断来信恳求把其故居修复，利于返乡探亲旅游有个下榻处。所以，一定要想办法把他的故居修复。会后，北海客家海外联谊会和曲樟乡政府带头发动客家人捐献。在政府和各界人士的关心和捐助下，2003年5月，陈铭枢的故居已建成主体二层，将会成为曲樟乡著名的人文景观。