富農の家庭に生まれる。当初は旧学を学び、府試や院試を受験した。科挙廃止後の1904年（光緒30年）に慈渓県中学堂に入学し、ここで新学に接する。この頃から、秘密結社である「覆満同志社」に属して、革命派としての活動を開始した。以後、寧波府中学堂、浙江高等学堂予科などで学ぶ。
1911年（宣統3年）夏、陳布雷は浙江高等学堂を卒業し、上海の『天鐸報』で記者としての活動を開始する。同年10月の武昌起義勃発後は、革命派を応援する記事を次々と発表した。翌年3月、陳は中国同盟会に加入している。
1914年（民国3年）7月、陳布雷は父の死を受けて帰郷し、しばらくは地元で公益事業などに携わっている。1920年（民国9年）6月、商務印書館の招聘に応じて上海に再び赴き、『ウェブスター英漢大辞典』の編集・翻訳に携わった。翌年1月、陳は雑誌『商報』を新たに創刊し、編集主任としてジャーナリズムの世界に復帰している。陳の言論は北京政府（特に曹錕の賄選）の批判と孫文の擁護を主潮とし、幅広く支持を集めている。中国国民党が北伐を開始すると、これを支援する論陣を張った。
1927年（民国16年）1月、陳布雷は南昌で蔣介石と対面した。蔣は陳の文才や人柄を気に入り、まもなく陳を国民党に加入させている。同年4月、陳は浙江省政府秘書長に任ぜられ、翌月には蔣の招聘を受けて南京で中央党部書記長に転じた。8月に蔣がいったん下野に追い込まれた際には、陳が辞職宣言を起草している。10月、陳は上海の『時事新報』で記者となった。翌年1月に蔣が復権すると、陳は国民革命軍総司令部秘書長に招聘されたが、これを固辞し、まもなく『時事新報』総主筆となる。その一方で、陳は蔣が発する重要文書や講演の起草を担当した。
1929年（民国18年）3月、国民党第3回全国代表大会で、陳布雷は中央候補監察委員に選出された。翌年12月、国民政府教育部常務次長（後に政務次長）となり、さらに党中央宣伝部副部長も兼ねている。1931年（民国20年）12月に蔣介石がいったん下野すると、陳は浙江省教育庁長に転じた。1934年（民国23年）5月、南昌行営設計委員会主任に任ぜられ、蔣の傍らで重要文書・講話の起草や議事の整理等にあたることになった。
1935年（民国24年）2月、陳布雷は軍事委員会委員長侍従室第2処主任に任ぜられた。11月の国民党第5回全国代表大会では、党中央政治会副秘書長に任ぜられている。翌年12月の西安事件では、病気のため蔣介石に随行できず、難を逃れた。事件後は、蔣の命により「対張楊之訓詞」と「西安半月記」を記述している。1937年（民国26年）の日中戦争（抗日戦争）勃発に際しては、「自衛抗戦声明書」などを起草した。これ以後も蔣の傍らで機密に携わる一方で、抗日を呼びかける宣伝活動に従事している。
日中戦争後の陳布雷は、蔣介石の命により各党派との交渉にあたり、国民大会の開催などに従事した。1948年（民国37年）3月には、陳は総統府国策顧問（中国語版）兼中央政治委員会代理秘書長に任ぜられている。しかし、国共内戦が国民党不利の情勢になっていくに従い、陳は絶望を深めていくことになった。さらに陳は清廉潔白な人柄であり、国民党の腐敗ぶりにも心痛を抱えていたとされる。
同年11月13日、陳布雷は南京において睡眠薬を大量に服用して自殺した。享年59（満57歳）。
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清浙江省寧波府慈渓県西郷官橋