早年事迹
陈蕃早年在汝南郡任郡吏，后获举孝廉，先后换任郎中和豫州刺史周景的别驾从事，后在太尉李固表荐下任议郎。陈蕃任乐安太守时，李膺上任青州刺史，因他以严厉闻名，青州领下城池的官吏都因而自请离职，但陈蕃为政清廉而留任。

刚正不阿
陈蕃及后曾升任尚书，但因反对武力镇压零陵、桂阳的山贼，建议查找逼令平民为山贼的贪官和治理失当的官员而触怒其他官员，贬为豫章太守。后再历任尚书令、大鸿胪、光禄勋等官，任光禄勋时曾经谏请桓帝不要乱封官爵、裁汰宫女和不要沉迷狩猎。任内与五官中郎将黄琬共典官员选举事，但因为不偏不倚，不为权贵富人偏私而被权贵中伤，因而被免官。但陈蕃后来又再任官，先后任尚书仆射和太中大夫，终于延熹八年（165年）升任太尉。

党锢之祸
但在陈蕃上任后，宦官和朝中士大夫的矛盾渐渐激化，陈蕃亦多次上书谏请赦免被宦官中伤的官员，但汉桓帝都不接受，而宦官更痛恨陈蕃，但因是当朝名臣而不敢加害，却对其他士大夫加以报复。次年，第一次党锢之祸爆发，李膺等人被宦官所诬，汉桓帝下令将李膺等下狱考实的诏命经三公府时被陈蕃以“罪名不章”为由不肯平署，桓帝大怒，直接将李膺等收于黄门北寺狱。陈蕃同时亦向桓帝切谏，因过于恳切，以陈蕃辟召的人才不好而罢免其太尉一职。

谋诛宦官
永康元年（167年），汉桓帝死，窦太后临朝，因念当日陈蕃坚持要汉桓帝立窦太后为皇后，于是下诏任命陈蕃为太傅，录尚书事。次年，汉灵帝即位，窦太后再下诏封陈蕃为高阳乡侯，但陈蕃坚决辞让，终不受封。陈蕃于是与身为外戚的大将军窦武共同掌政，征用名士贤才，令天下士人都有太平治世的希望。同时，陈蕃因中常侍曹节和王甫等与灵帝乳母赵娆勾结，取得太后信任而获得权势，纵容家族同党为非作歹，于是打算谋除宦官。同时窦武亦有这图谋，于是二人同心准备尽诛宦官。窦武曾向窦太后表示要尽诛宦官，但窦太后不认同全数诛杀，虽已诛除了中常侍管霸和苏康，但及后窦武多次要求诛除曹节等人时却始终犹豫，陈蕃亦曾上书给太后劝她支持，但都不被接纳，令计划悬而未决。

事败被杀
建宁元年九月辛亥日（168年10月25日）[3]，窦武打算内奏诛除宦官的奏章被盗，事机泄漏，曹节于是以刀胁逼尚书官属为他写作诏令，以此诛除窦武。陈蕃知道事情败露、曹节有所行动后，带领属官和门生八十多人拔刀冲入承明门，大呼：“大将军忠心保卫国家，宦官则是反逆，怎可以说窦氏无道呀？”王甫当时和陈蕃相遇，说：“先帝不久才去世，皇帝新立，窦武又有何功勋令他们兄弟父子一门获封三侯呀？而且又常常擅取宫中人手，十个月之间就用了上亿的钱。这样的大臣，是有道吗？你是国家栋梁，却去依附党人，还怎么找反贼！”于是下令收捕陈蕃，当时陈蕃拔剑叱责王甫，令王甫手下兵众不敢接近，王甫于是加派人手围困陈蕃等人达数十重，最终将陈蕃执送黄门北寺狱。当日陈蕃就被杀，家属流放到比景，宗族门生和旧属都被免职禁锢。