人物早年
清道光十一年（1831年），陈宝箴出生于江西义宁。
咸丰元年（1851年）辛亥恩科乡试中举人。
咸丰三年（1853年）回乡，他随父组织义宁州团练，与太平军作战，为席宝田建策。在他帮助下，席宝田最终生擒太平天国幼主洪天贵福和大臣洪仁玕。
步入仕途
咸丰十年（1860年），入京会试，落第留京，与北京名士易佩绅、罗亨奎交游，切磋道义、经济之学，时人有“三君子”之誉。
同治元年（1862年）投江西席宝田幕中，为其参谋划策。
同治三年（1864年），赴南京投奔曾国藩，深受器重。同治八年（1869年），经曾国藩推荐，入京觐见，外简湖南候补知府。入湘，奉命代理因病而去的席宝田主持军务，镇压苗民起义，以功擢升道员，充营务处。
光绪元年（1875年），署理湖南辰永源靖道事，治凤凰厅（今湘西凤凰县），教当地山民植茶、栽竹、种薯，以苏民困。又率百姓凿沱江，使行舟畅通。
光绪六年（1880年），改官河南省之河北道，捐资创办学堂“致用精舍”。
光绪九年（1883年），升任浙江按察使，因前在河南省任内刑狱被劾，免职归家。
光绪十二年（1886年），经两广总督张之洞奏请，调广州。适黄河在郑州决口，被诏襄助塞河，所提治策，深为中肯，甚受河督李鸿藻重用，大臣交相论荐。
光绪十五年（1889年），湖南巡抚王文韶上疏荐“陈宝箴可大用”，召人都，次年授湖北按察使。视事三日，改授布政使。光绪十九年（1893年），调直隶布政使。
新政变法
光绪二十年（1894年），中日甲午战争爆发，光绪皇帝召见陈宝箴，询以战守方略，所奏甚合帝意，乃命宝箴督东征湘军转运。翌年陈宝箴得知《马关条约》签订，悲愤交集，痛哭流泪，叹道：“无以为国矣！”后屡为国事上疏，痛陈利害得失，希望变法图强。
光绪二十一年（1895年）4月《马关条约》签订后，为国家的危难痛心疾首，上疏时局利弊得失。同年升任湖南巡抚，慨然以开发湖南为己任，锐意整顿，刚到长沙任职就察劾县以下昏吏20余人，因得亢直美名。
任湖南巡抚时，以“变法开新”为己任，推作新政。先后设矿务局、铸币局、官钱局，兴办电信、轮船及制造公司，创立南学会、算学堂、时务学堂，支持谭嗣同等刊行《湘学报》、《湘报》，使湖南维新风气大开，成为全国最有生气的省份。
光绪二十一年（1895年）2月湖南矿务总局在省城长沙正式成立。又拟奏了《湖南矿务简明章程》，对办矿的方法、经费、股份、矿质等问题作了若干具体规定。随后开始了大张旗鼓的招股建矿工作。同年还与长沙绅士王先谦、张祖同、杨巩、黄自元等商议，创办了和丰火柴公司和宝善成机器公司，倡议创办的这几个企业，实际上是长沙也是湖南最早的企业，是湖南近代电信业的开拓者。与湖广总督张之洞商议，接设湘鄂两省间的电线，湖南一段自长沙省城起，沿湘阴、岳州、临湘一带驿路安设，至湖北蒲圻县境，计程225公里。全线竣工后，在长沙设立电报局，收发官、商电报，为湘省设立电报局之始。
光绪二十二年（1896年）先后建起了常宁水口山铅锌矿、新化锡矿山锑矿、益阳板溪锑矿、平江黄金洞金矿等大型官办企业，其中以水口山铅锌矿为第一，铅锌产量呈逐年上升趋势。委任宁乡秀才廖树蘅督办水口山矿，独创“明坑法”，顺利排去积水，使采矿效率大大提高。新化、益阳锑矿的大量开采，使长沙省城的炼锑业开始产生。1896年起陆续有民族资本家在灵官渡开设大成公司、湘裕炼锑厂。灵官渡则成为湖南省最大的矿产品转运码头。矿务政策对后任的经济决策影响甚深。
光绪二十四年（1898年）5月，奏请力行新政，并提出兴事、练兵、筹款三策以挽救危亡。7月，保荐杨锐、刘光第参与新政。9月，奏请调湖广总督张之洞入京总理新政。但反对维新派“民权平等”说，也不满康有为的托古改制，对湖南守旧顽固势力的攻击采取妥协态度。
革职处分
光绪二十四年（1898年）戊戌变法维新以及因慈禧太后发动政变而遭受失败。清光绪二十国上年八月初六（1898年9月21日）慈禧发动政变，幽禁光绪，通缉康梁，杀“六君子”于京城菜市口。农历八月二十一（10月6日）惩处陈宝箴、陈三立父子的上谕发出：“湖南巡抚陈宝箴，以封疆大吏滥保匪人，实属有负委任。陈宝箴着即行革职，永不叙用。伊子吏部主事陈三立，招引奸邪，着一并革职。”
晚年结局
光绪二十四年（1898年）冬天被罢免的陈宝箴、陈三立父子携家眷，离开湖南巡抚任所，迁往江西老家。于光绪二十三年（1897年）去世的陈宝箴夫人黄淑贞的灵柩也一同迁回。全家老幼扶柩而行，不是回江西的修水县竹乡，而是在南昌磨子巷赁屋暂居。
光绪二十六年（1900年）7月22日，陈宝箴猝然去世，终年69岁。