得右军（王羲之）之法。562年（天嘉3年）6月任镇东将军、东扬州刺史。566年（天康元年）4月，废帝陈伯宗即位，5月陈伯茂为征东将军、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