1934年，陳賁考入清華大學地學系。「七七」事變後，他投筆從戎先後參加了戰地服務團和八路軍炮兵團。1939年春，他考入設在重慶的中央地質調查所，1940年5月由資源委員會調入玉門油礦勘探室任地質師。1941年4月，他在由延安派遣的刁德順和重慶派遣的王道一的介紹加入了中國共產黨。
陳賁和孫健初合作完成了《甘肅玉門寬台山北窯地質初步報告》和《甘肅永登青海民和上旋子及馬廠原一帶油田簡報》。在《地質論評》1945年第1—2合期上，他發表了《玉門油田油母岩之討論》。他指出：「上侏羅紀地層雖非海相，然有為深胡沉積物。地層深厚與生油條件相符……侏羅紀生油理論如成立時，對新油田之發現可能有極大的幫助。」這是後來的陸相生油理論的雛形。新中國成立之後，這一論斷為其勘探實踐所證實，後來又發展成為著名的「陸相生油理論」。在這個理論的形成過程中，翁文灝、謝家榮、黃汲清、潘鍾祥等地質學家是先驅。陳賁同樣有自己新的論述和創建，功不可沒。
為我國石油工業無私奉獻，為真理而捨身赴難，陳賁堪稱老一輩科學家的楷模。
他是我國陸相生油理論和現代石油工業的奠基人之一。他主持制定了我國第一個油田總體開發方案和油田鑽探設計。他是把注水工藝引進我國油田開發的先驅和裂縫油藏理論的支持者。他對冷湖油藏富集規律的總結和對斷塊油田的研究做出了貢獻。他是新中國第一任石油總地質師、傑出的石油地質學家陳賁。
執志
1949年6月，上海解放，中國人民解放軍代表徐今強進駐上海石油公司。新中國成立後，陳賁隨徐今強到山東、甘肅等地視察。1950年4月，他和徐今強去北京參加燃料工業部召開的第一次全國石油工作會議。在會議上，徐今強宣讀了《石油工業地質勘探現狀與今後勘探部署》的報告。這份在當時極為重要的文件是由陳賁撰寫的，凝聚了他投身石油地質事業10餘年的科研與實踐的成果，對新中國之初的石油勘探工作發揮了指導性的作用。會上即宣布成立了新中國的第一個國家石油部門「石油管理總局」，下設「西北石油管理局」，陳賁任陝北勘探處副處長。
為了很快找到油，使新中國石油工業興旺發達，陝北成為當時石油勘探的主攻方向，會後即組織了北起延安、延長，南到銀川、韓城一帶的地面地質調查和重力普查，並對四郎廟、馬蘭和棗園構造進行了鑽探。陝甘寧盆地，是新中國最早進行石油勘探的地區。為尋找大油田，在陳賁等的帶領下，勘探隊日復一日，年復一年，爬高山，穿深谷，走沙漠，踏黃土高坡奮勇前進。在盆地內發現了許多鼻狀構造，因三疊紀延長統油層物性差，未能找到工業性油流。針對這種情況，他提出了改造延長統物性的意見和錄井工作規範的建議。
根據當時的地質資料分析，工程師黃先馴認為油田的低產井為滲透出油，產量較高的井為裂縫出油，首次提出了延長油田屬「裂縫油藏」。陳賁等技術領導肯定了他的分析，為他撥出了專門的試驗經費並指派技術人員幫助他收集整理資料，為探索符合延長油礦地質技術的勘探開發工藝及技術方法打下了良好的基礎。黃先馴是個自學成才的技術人員，曾因提出「裂縫油藏」的觀點，而被斥為「散布悲觀情緒」，並受到處分。若沒有陳賁這個清華大學畢業而又留過洋的專家的大力支持，他很可能被埋沒一輩子。30年後，黃先馴在北京病逝，留下遺言，要求埋葬在陳賁墓旁。黃先馴的遺屬為此千里迢迢，把黃先馴的骨灰送到了冷湖。
陳賁是一位治學嚴謹、尊重科學，不唯上、不唯權威，特立獨行的地質學家。1951年，蘇聯專家在甘肅永昌的窯水構造定下一口深探井，並制定了在開鑽的同時建設固定的地面設施，包括生活設施。這個方案是完全根據蘇聯經驗制定的。而蘇聯專家，在當時的中國石油工業中具有絕對的權威。開鑽後，陳賁根據鑽井取樣的地質資料，認為目的層會打在變質岩上使這口井成為廢井，便提出了自己的意見。
新中國成立之初百廢待興，資金極其緊張。為使國家避免更大的損失，陳賁不顧「反對蘇聯專家」的帽子，果斷地提出立即停止鑽探，改變設計，進行側鑽打斷層上盤侏羅系油層。但由於蘇聯專家的專橫，反對沒有生效。鑽探的結果正如陳賁所料，打在了變質岩上。這口井連同已建成的地面設施全部報廢，給國家造成重大損失。
此次鑽探失敗，使他痛苦不堪。為汲取教訓，他撰寫了《使用深井鑽探應注意的事項》，詳細闡述了構造選擇、探井布置、標準施工設計的原則，以及地質人員的責任，對當時的鑽探工程起到了重要的指導作用。
篤行
1952年春，陳賁調石油管理總局地質勘探處任主任地質師。任職期間，他組織制定了一系列完整的地質調查制度和工作規範，為新中國成立之初的石油地質勘探事業做出了重大貢獻。1953年，他與其他地質人員一起，發現玉門油田為「水驅動型」油藏，參照蘇聯經驗編制了頂部注氣、邊緣注水的油田開發方案。這是我國石油工業運用注水工藝的發端之作。
1954年，陳賁向石油管理總局提出了對華北平原進行鑽探的建議。1955年1月，石油管理總局召開第六次全國石油勘探會議，會上確定在華北平原進行地球物理勘探。他根據地質資料分析，確定了華北一號、二號井位，預測將會有重大的發現，並派出地質隊到二連盆地普查，為後來華北油田和勝利油田的全面開發奠定了基礎。由於傑出的工作，在這年召開的中國地質學會大會上，他被選為理事會理事。
1955年7月，石油工業部成立，陳賁出任勘探司第一任副總地質師（時總地質師出缺）。1956年，他隨部長助理康世恩到新疆研究加速石油勘探的方案。蘇聯專家堅持以往的坳陷勘探，陳賁提出：盆地中部深坳陷生油，可向周圍隆起或邊緣運移。構造的北部隆起高，有斷層和不整合，運移通道良好，油儲豐富。因此，應加強北部地區勘探。康世恩最終說服了蘇聯專家。隨後，陳賁提出開展10條東西大剖面，同時進行勘探的建議。這一建議打破了過去在構造上一口一口打探井的緩慢局面，當年便探明55平方千米的地下儲量，很快便拿下了新中國第一個大油田——克拉瑪依油田。
在擔任副總地質師兩年多的時間裡，陳賁不僅做了大量石油地質勘探技術決策上的工作，而且做了大量的指導性和方向性的工作。他提出了在石油勘探單位應搞經濟核算的建議。他說，絕不能容忍各大探區大量浪費國家投資和設備的現象，必須注意勘探效果，對那些只圖向國家要投資、大量浪費國家資財又拿不出儲量的單位，應減少以至取消投資。他提出了石油勘探工作應以為國家找到地下石油儲量為最終目的的建議。石油勘探工作要以儲量作為完成國家計劃的標準，而不應以鑽井進尺指標作為完成國家計劃的標準。他提出了成立全國石油儲量委員會的建議，設立全國統一的石油勘探技術標準。他的這些建議，都是為當時石油勘探工作亟待解決的問題提出的。
1958年，在「反右」運動最高潮的時刻，陳賁還在做石油地質勘探制度的建設工作。他到各探區做了數月的調查，回京後向上級主管部門書面提出「對現行的計劃任務辦法的意見及修改建議」，其中包括了以上的建議。鑒於當時的政治形勢，他的這一建議成為被批判的材料。他本人也被錯誤地劃為「右派」，下放青海冷湖。
但對於志存高遠的人，逆境並不會擋住他追求理想的信念。到冷湖油田後，陳賁一方面埋頭讀書學習，一方面深入研究冷湖的石油地質構造。管理局交給他編制油田開發方案的工作。在研究冷湖油田的富集規律後，他運用淵博的學識對冷湖第三系油田，首次提出了是由侏羅系油層補給的觀點。他認為：冷湖第三系地層不具有生油的條件，其特徵可能是沿斷層垂向運移的「次生油藏」，油源來自侏羅系。由於他的政治身份，他的這一觀點一時沒得到重視。但在他的一再堅持下，管理局終於同意在冷湖4號構造部署冷17井鑽探侏羅系，結果獲得了可喜的工業油流，證實了判斷的正確。這一論斷不僅對冷湖油田的開發具有長遠的指導作用，而且對國內斷塊油田的研究也是一大貢獻。
忠赤
陳賁到冷湖後，還是有許多機會回北京的。因為大慶油田已開始大規模開發，正是用人之時。時任石油工業部部長的余秋里一直關心著陳賁的命運，曾託人捎話給陳賁，讓他回北京認個錯就行了，但他死不認錯。1962年，余秋里到冷湖視察，特意讓陳賁參加座談會，並在兩期座談會簡報上登載陳賁的發言。1963年底，余秋里又親自安排陳賁回北京與家人團聚。這是陳賁落難5年後第一次與親人相會。令余秋里失望的是，數年的期望沒等到他一句認錯的話。根據當時的情況，余秋里也無能為力了。
除余秋里外，陳賁的親朋老友勸說他認錯的話更是不絕於耳。但均被他拒絕。眼看一批批的「右派」被摘帽重新安排工作，陳賁的故交只好寫信給他的妻子黃佩文，懇請她勸說陳賁認錯，好早日回來工作。故交在信中動情地說：「我們需要他！」
1964年，陳賁在老君廟的好友、地質學家杜博民到冷湖油田出差，專程去看望陳賁，提出想與陳賁認真談談，誰料竟被陳賁拒絕。事後，與陳賁一同落難的一位青年技術員勸陳賁接受杜教授的談話。陳賁低沉地說：「他要談的無非是關於如何撤消我的處分的問題，要我寫一份檢討，承認自己反黨反社會主義罷了。歷史會做出結論，我不能為了早日撤消處分而違背良心去說假話。」
暴風雨終於來臨了。1966年，批鬥中充斥著的假話、大話、空話和誣衊的不實之詞，使陳賁憤怒。他準備用自己的生命做最後的抗議。由於對「文革」的失望，6月15日，他在冷湖居住的陋室中自縊身亡，告別了他無限眷戀的石油工業，走向了人生的終點，年僅52歲。
1979年，黨的十一屆三中全會後，青海石油管理局黨委給陳賁做了結論：「陳賁是我黨的好同志、好幹部。他為發展我國的石油工業做出了重要貢獻。他的逝世，是我國石油工業的一個損失。」