入卢德铭的警卫团第2营当战士，被分配在第五连，同何长工在一个班。
南昌起义枪声打响后，陈士榘随警卫团离开武昌，赴南昌与起义部队会合，后因南昌起义部队在他们赶来之前已经南下，警卫团追赶不及，便西进至江西修水县城。为取得生存地位，部队暂改番号为江西省防军第一师。
在**领导的湘赣边界秋收起义爆发。陈士榘所在的原江西省防军第一师正式改编为中国工农革命军第一师参加秋收起义。不久，第一师高高举起了工农革命军的第一面旗帜，奉**湖南省委命令进攻长沙，由于敌强我弱，进攻长沙失败。
攻打长沙失败后，根据前委的命令，第一师师部和第一团、第三团余部转移浏阳县文家市会合。在文家市，陈士榘第一次见到了他早有耳闻的**。
陈士榘随部队离开文家市，向地处湘赣交界的罗霄山脉进军。这支部队在**的率领下，经过长途跋涉，艰苦转战，到达了江西省永新县境内的三湾村，进行了著名的“三湾改编”，陈士榘被编在一连当战士并入了党。
当朱德和**会师于井冈山，陈士榘成了最早的红四军战士之一，参加了红军五次反围剿，在历次血与火的战斗中，陈士榘英勇作战，战功卓著，被提拔为排长、副连长、副大队长，红十二军三十四师参谋长，继任红十三军参谋长、代军长、红一军团随营学校校长。
第五次反围剿失败后，陈士榘奉命率部参加二万五千里长征后，到达陕北。
“西安事变”不久，全面的抗日战争爆发。中国**为了拯救民族危亡的命运，顾全大局，与国民党第二次合作，建立抗日民族统一战线，将红军改编为国民革命军第八路军。
红一方面军和陕北红军奉命改编为八路军第一一五师，陈士榘被任命为该师第三四三旅参谋长，不久率部开赴晋西抗日前线，旋任晋西支队司令员，后奉中央军委命令，率部进入山东归建任王一一五师参谋长，开辟山东抗日根据地，任山东滨海军区司令员。
陈士榘调任晋西独立支队司令员后，先后袭击了上栅，孝义，兑九峪的日军，收复双池镇，攻占罗曲，歼灭日军三百余人。
在抗日战争中，陈士榘率部转战三晋，东进山东，在他率部与日伪军进行的无数次拼杀中，他指挥部队智取反攻，其亲手活捉日军俘虏的广阳战斗，令人赞叹不已。陈士榘将军成为我军第一个亲手活捉日军俘虏的将军，并留下了一张珍贵的现场照片。这张珍贵的照片现存放在大连市抗日战争纪念馆里