陈明仁出生于1903年，湖南省醴陵市人，早年时期，他主要在本地读私塾以及小学，1920年，陈明仁考入长沙兑泽中学，中学毕业后，他返回家乡任教。对陈明仁来说，当教师是一份稳定的职业，尤其是他的家人，更愿意他稳定下来，但陈明仁是一个心怀国家与民族的热血青年，1924年，他不顾家人反对，毅然辞去了教师的职业，前往广州投笔从戎，考入了广州陆军讲武学校。
也是1924年，国民党召开“一大”后确立了“三大政策”，黄埔军校也正式成立，并招收了第一期学生。同年秋天，陆军讲武堂的学生也一并转入了黄埔军校，从此之后，陈明仁成为黄埔一期的学生。
在黄埔军校期间，陈明仁参加了第一次东征与第二次东征，他作战勇敢，而且带兵有方，深得信任与重用。值得一提的是，在东征期间的东莞战斗中，抱病作战的陈明仁曾率领一个排歼灭了陈炯明一个营，他也因此升任连长。在惠州战斗中，陈明仁率领敢死队第一个冲入城内，并被当场提拔为营长。
作为黄埔军校的学生，在大革命失败后，陈明仁继续在国民党部队中任职，而且晋升很快，担任了第10师56团团长、第3独立旅旅长、第88师师长等职务，参加了中原大战以及进攻闽赣红军、鄂豫皖根据地的作战。不过，陈明仁性格比较倔强，他也因此受到了排挤，1934年之后，他陆续进入庐山军官训练团以及陆军大学十三期学习。
1937年，全面抗战爆发，陈明仁也从陆军大学毕业，担任了第2预备师师长，并迅速奔赴抗日前线，参加了九江保卫战以及桂南会战，期间，他敢打敢拼，完成预定任务，击毙大量日本侵略者，并受到上级的嘉奖。
值得一提的是，抗战期间，陈明仁还有一次公然顶撞蒋介石的经历。当时是1941年，他正在昆明西山奉命修筑防御工事。恰好蒋介石到达西山视察，看到陈明仁部队的部队军容不整、衣着破烂后非常生气，责问陈明仁为何把士兵带成这样？
如果带队的是别人，比如胡宗南这样的，可能会立即向蒋介石承认错误，并做好保证之类的。但蒋介石遇到的是陈明仁，陈明仁性格倔强，直接就顶撞了蒋介石，说：“我的部队衣服没穿好，不能怪我，只能怪你自己。衣服是你发给我们的，质料这样坏，只穿一星期就破了！”
蒋介石看陈明仁顶撞自己非常生气，立即要宪兵队把他押到重庆惩办。下达命令后不久，蒋介石又觉得自己没必要因为一件小事大动干戈，于是就对陈明仁说：“你回去，下次再如此，我就要办你！”
蒋介石这么说是希望陈明仁给自己一个台阶，双方到此为止，但陈明仁不这么想，他立即对蒋介石说：“我如果犯了国家哪一条法令，应该办罪的，便请在这一次办，不要等待下次办。”并且一边说，一边把肩上的中将领章撕下来往蒋介石面前一扔，把蒋介石气得脸色发白。
事后，蒋介石对陈明仁明升暗降，把他任命为第71军副军长，后续陈明仁又升任军长，并参加了远征缅甸的对日反攻作战，为抗战的胜利贡献了一份力量。抗战胜利后，陈明仁担任了国民党71军军长以及第七兵团司令官等职务，曾在东北与我军作战。不过，不久后，陈明仁被蒋介石撤职，调到南京担任闲职，他的思想也逐渐发生变化，1949年，他弃暗投明，加入我军，并为长沙和平解放作出了不可磨灭的贡献。
加入我军后，陈明仁担任了四野二十一兵团司令员等职务，率部前往广西剿匪，致力于新生政权的巩固。1955年，他被授予上将军衔，成为开国上将。在这之后，陈明仁又担任了湖南省军区副司令员、第五十五军军长等职务，于1974年因病去世，享年71岁。