陈能宽1923年出生于湖南省慈利县。1946年毕业于唐山交通大学矿冶系，1947年赴美国耶鲁大学，3年后获得物理冶金学博士学位。在美国，陈能宽因与人合作发表《金属晶体中滑移线传播的微观电影显示》一文在学术界引起广泛关注。这篇文章打消了材料学界对“位错”理论的质疑，奠定了陈能宽在金属物理学领域的先驱地位。但陈能宽没有留在美国继续其极有前途的学术事业，于1955年回国，致力于新中国材料科学的发展。

陈能宽的命运在1960年被彻底改变。这一年，他被调入第二机械工业部北京第九研究所（中国工程物理研究院前身），参加我国核武器研究，从金属物理学转为原子弹爆轰。

多年后，陈能宽这样回忆当时的情景：“我连炸药是什么东西都没看到过，甚至连雷管都没碰过。”团队里有从矿山上调来的人，也有使用过普通常规武器和手榴弹的人。“他们就比我经验多一点，他们是我的老师。”

陈能宽自己将此后的那段岁月叫作“自力更生”和“能者为师、互相学习”的岁月。在我国第一颗原子弹、氢弹及核武器的发展研制工作中，他领导组织了核装置爆轰物理、炸药和装药物理化学、特殊材料及冶金、实验核物理等学科领域的研究工作，还组织并参加了聚合爆轰波人工热核反应研究以及核装置球面同步起爆的方案制定和研究，成为我国核武器爆轰物理学的开拓者。

对于我国核武器事业的成功，陈能宽常提到不能忽视“攻关人员的献身精神和集体主义精神”。他们是不同学科、不同专业的人，是因任务而结合的一群人，“夜以继日地奋战在草原、在山沟、在戈壁滩。即使在城市，也过着淡泊明志、为国分忧的研究生活”，这是他们共同的生活状态。

陈能宽回忆，在那么艰苦的环境里，“那么就互相鼓励吧，写诗写词。”在青海的戈壁滩，陈能宽想起了“王师北定中原日，家祭无忘告乃翁”的陆游，于是挥笔写道：“八百年前陆放翁，一身甘愿九州同，华当夜度精神爽，万里西行一起龙。”他把这首诗赠予同仁共勉。他还在核试验现场的讨论会上，慷慨激昂地与于敏朗诵诸葛亮的《后出师表》，心潮与事业一起澎湃。

当生活归于宁静后，陈能宽仍不能忘却那种澎湃。1992年冬，在中国工程物理研究院召开的发展战略研讨会上，陈能宽受朱光亚、王淦昌、彭桓武等科学家的推举，写下了这样的词句：“许身为国最难忘，神剑化成玉帛酒，共创富强”。

2011年以后，陈能宽长期卧病在床，常让身边人给他念诗。有一次，小儿子为他念起了毛泽东的《沁园春·长沙》。当听到那句“问苍茫大地，谁主沉浮？”时，躺在床上的陈能宽右手紧握成拳，锤击自己胸口，回答：“我们，我们！”