陳儀早年接受傳統教育，曾入浙江求是書院；1903年赴日留學，入士官學校砲兵科，並參加光復會，1909年回國。辛亥革命時，陳儀在浙江響應，擔任浙江都督府軍政司司長，1914年赴北京出任軍事參議官。1917年，陳儀再次赴日，入陸軍大學深造，並在日本娶妻。1919年陳儀回國，任總統府參議；1922年回到浙江，任浙江陸軍第一師師長。1925年，陳儀所部改編為五省聯軍第一軍，隸屬孫傳芳部，但陳儀與浙江省長夏超私下與北伐軍有所聯繫，預謀倒戈。1926年，陳儀取代夏超出任浙江省長，一度擁護張作霖就任安國軍總司令，但年底即轉投北伐軍，任第十九軍軍長；期間曾被孫傳芳發現並扣押，但為蔣百里所救。
1927年，陳儀出任國民政府軍事委員會委員，次年至歐洲考察兵工，1929年歸國後擔任軍政部兵工署長、常務次長。1934年，閩變結束後，陳儀出任福建省主席兼民政廳長、綏靖主任、保安司令等。1935年，陳儀奉派赴臺灣考察，在政府內被視為較熟識臺灣情況的人物。抗戰開始後，陳儀升陸軍中將（加上將銜），任駐閩綏靖主任，後任第二十五集團軍總司令。1941年，陳儀調回重慶，任行政院經濟會議秘書長，1943年代理陸軍大學校長。1944年，行政院成立臺灣調查委員會，以陳儀為主委。
戰後，陳儀出任臺灣省行政長官，後兼警備總部總司令，至臺灣受降，1947年初晉升為二級上將。但隨之赴臺的部隊及官僚紀律太差而引起反感，加上物資短缺及通貨膨脹，於1947年2月爆發二二八事件，隨後陳儀去職，回南京擔任國民政府顧問；次年出任浙江省主席。1949年，陳儀企圖策動湯恩伯投共，但反被揭露而遭逮捕，1950年被送往臺灣，同年6月18日於臺北馬場町槍決。遺著有《旅歐隨感錄》等。