1949年8月4日，陈明仁与程潜率部在长沙宣布起义，加入中国人民解放军，受毛泽东和朱德嘉勉。其后他任中国国民党人民解放军第一兵团司令员、湖南军区副司令员。9月1日，陈明仁兼任湖南省临时政府主席。11月，任中国人民解放军第四野战军第二十一兵团司令、中南军政委员会委员等职。1951年，他率部队进入广西剿匪。1952年，任第五十五军军长。此后，陈长期率部在广东湛江驻守。1955年，陈明仁获授上将军衔和一级解放勋章。1968年陈明仁忽然接到通知，要他回到湖南休养。他接此通知后，即将解放军的红五星帽徽、军衔