征东将军、开府仪同三司。刘师知想矫诏外放皇叔安成王陈顼，陈伯茂支持刘师知。刘师知事发被杀后，陈顼害怕陈伯茂扇动朝廷，567年（光大元年）2月，进陈伯茂中卫大将军，居住禁中，专与废帝游处。陈朝衆望归于陈顼，陈伯茂不满，日夜愤怨，多次口出恶言。建安人蒋裕、韩子高谋乱，陈伯茂参与。568年（光大2年）11月，陈顼以太皇太后章要儿的名义废陈伯宗为临海王，陈伯茂为温麻侯。六门之外有别馆，为诸王冠婚之所，名为婚第，此时命陈伯茂出居到别馆。路上陈顼派刺客袭杀，陈伯茂在车中死去，享年18岁。