陈兰彬是从科举成名，走出吴川故里，走向京城，甚至走向世界。但是，他的仕途之路也非一帆风顺。
史籍对陈兰彬的介绍不详，只简单介绍其生平概要。朱汝珍辑的《词林辑略》介绍：“陈兰彬，字荔秋，广东吴川人，散馆改刑部主事，官至左副都御史，署兵部右侍郎，著有《使美纪略》。”朱汝珍辑：《词林辑略》，台北：明文书局1986年版，第393页。费行简在其《近代名人小传》中指出：“兰彬字荔秋，香山人，起家甲科。同治间初派官游历外洋。以粤籍预选，继充使美大臣。”费行简：《近代名人小传》，台北：文海出版社1967年版，第169-170页。短短几句，却把他的祖籍误写为香山。1888年由陈兰彬总纂的《吴川县志》中记述：“陈兰彬，黄坡人，癸丑（1853）孙如仅榜二甲，翰林院庶吉士，太常寺卿，出使日秘美大臣，宗人府丞，都察院左副都御史，署兵部右侍郎，礼部左侍郎。壬午（1882）科乡试较射大臣，癸未（1883）科会试复试阅卷大臣，武会试较射大臣。”［清］毛昌善修，陈兰彬纂：《吴川县志》，第233页。这一条目虽然简单，但由于是陈兰彬亲自过目，所以记述的全是事实。
介绍陈兰彬生平最珍贵的文献有三份。
第一份文献是朱祖谋的《总理各国事务大臣都察院左副都御史兼署礼部左侍郎陈公神道碑》，该碑文对陈兰彬一生作了较为全面的介绍。朱祖谋（字古微），浙江归安人，翰林院侍讲学士，编修官至礼部右侍郎。他是陈兰彬的下属，在礼部时，陈兰彬是复试阅卷大臣，后入礼部在其下工作。朱祖谋深知陈兰彬具有高尚的“志行风节”，又“有确乎不拔之概”。因此，当他前往广东视察教育时，顺道前往陈兰彬的墓地拜祭这位昔日的上司，墓旁杂草丛生，感慨之余，应陈兰彬孙子陈赓南之请，写下碑文，介绍陈兰彬的一生，让后人透过这些可靠的史实，了解这位翰林走过的仕途之路。
第二份文献是陈乔森撰写的《清礼部左侍郎丽秋陈公讳文》，叙述陈兰彬的一生。陈乔森，广东省遂溪县人，清咸丰朝秀才。陈乔森仰慕陈兰彬之德、之才，生前两人交往甚密，陈兰彬主讲高州府的高文书院时，聘请陈乔森在书院任事。陈兰彬去世后，陈乔森特写该讳文表示悼念。所记载的材料真实，也代表陈兰彬家乡人民对陈公的怀念和评价。
第三份文献更具真实性，那就是陈兰彬自撰的《重次千字文》。该文以四言文的形式，叙述他在同治十二年（1873）以前的经历。
根据上述的材料，我们可以了解到陈兰彬的仕途之路大概分为几个阶段。
第一阶段是咸丰三年至同治八年（1853—1869），这是陈兰彬踏足官场的开始。
咸丰元年（1851），陈兰彬在北京中顺天乡试举人，是年35岁。咸丰三年五月初五（1853年6月15日），37岁的陈兰彬参加会试，中进士二甲第七名。是科状元为陆增祥，一甲进士三名：孙如仅、吴凤藻、吕朝瑞。二甲进士前七名是：黄钰、沈祖谏、朱学勤、林庆贻、陈亮畴、汪承元、陈兰彬。《清实录》第41册，文宗显皇帝实录（二），北京：中华书局1981年版，卷93，第287页。陈兰彬被钦点为翰林院庶吉士庶吉士是官名，清朝于翰林院设庶常馆，选进士文学书法优等，殿试后朝考前列者入馆学习，称为庶吉士，三年后举行考试，成绩优良者分别授以翰林院编修、检讨等官。，充任国史馆纂修国史馆是纂修国史的官署，清时翰林院内有国史馆，设总纂、提调、纂修等官。。后来，改任刑部候补主事，陈兰彬自述：“丙辰之夏，改职理刑，皋陶是则，罪侧疑矜。”《晚清洋务运动事类汇钞》上册，第69页。也就是说，丙辰即咸丰六年（1856）陈兰彬开始进入刑部。刑部刑部是掌刑法、狱讼等的中央行政机构。“主事”是官名。进士入部，必须先补主事，递升员外郎、郎中，官阶为正六品。清代末期，刑部改为法部。是清朝六部中工作最为繁杂的机构，在平淡而又无休止的工作中，养成了陈兰彬平稳踏实、刚毅果断和深思慎行的作风和性格，这在以后办理留学教育和对外交涉过程中得到充分的反映。
咸丰六年（1856），英国悍然挑起第二次鸦片战争。第二年英国占领广州后，英、法又联合美、俄两国公使向清政府再次提出修改不平等条约的要求。当时，外国军舰麕集香港、澳门，以武力相威胁。咸丰八年（1858），“粤督黄奏调公管洋务，时番舶麇集港澳，外人动挟兵力相要，于公抗刚怀柔，遐迩咸服，此公任交涉之始”。《清代碑传全集》下册，第1720页。对于列强的侵犯，他感慨“恨犁庭弗获其人，而己又不得一试张挞伐也”，即国家无能将以御外敌，而自己又没有机会一展才能。陈兰彬自述：“英法背盟，五羊逼处，颠晦恃仙，崑臣制府（时叶崑寿节相于粤东城内建长春仙馆，军旅之事皆卜此仙），璇恒拜命，南去审论（咸丰七年十二月奉旨随办夷务）。”《晚清洋务运动事类汇钞》上册，第69页。这就是陈兰彬办“夷务”之始。
咸丰十年（1860），44岁的陈兰彬因母亲病告假还乡，在家乡期间，在高州的高文书院讲学。此时，陈金缸领导的洪兵起义占据广东省信宜等地，并袭击高州。陈兰彬一面“驰书大府乞援”，一面带领学生，练乡兵，设方略，与洪兵周旋三年之久。同治二年（1863），提督崑寿军至高州，采用陈兰彬的战略：打入敌人内部，分化瓦解，里应外合，最后收复了洪兵占据三年之久的广东信宜。由于镇压有功，获朝廷“叙功加四品衔，赏花翎”。
同治三年（1864）“入京补原官”。《清代碑传全集》下册，第1720页。当刘长佑调任直隶总督之时，同治四年（1865）五月，陈兰彬“奉旨发往直隶差遣委用”，但以父丧回乡守制而暂缓前往，当同治六年（1867）九月到达直隶时，“军务已简，又经奏咨，仍回刑部当差”。《曾国藩全集》奏稿（十），长沙：岳麓书社1993年版，第6190页。
第二阶段是同治八年至同治十一年（1869—1872），这是陈兰彬加入曾国藩幕府办理洋务时期。
19世纪60—90年代，洋务运动红红火火展开，陈兰彬也卷入其中。首先，他加入曾国藩幕府。曾国藩任直隶总督期间，于同治八年（1869）将陈兰彬调往直隶，作为重要幕僚使用。那时，黄河堤缺，泛滥成灾，陈兰彬接受在直隶南部各州县的赈灾任务。他和李兴锐等人深入灾区，办理的事情颇多，诸如：赈灾局的组织与人员、赈款数目、受赈人数与地区、分配和散放办法等，被救活灾民达数十万。在救灾的过程中，他深深感到黄河水灾给人民造成的深重灾难，并决心亲赴黄河两岸考察，研究治河要诀，后著有《治河刍言》八卷，建言各方重视治黄河，他提出根治黄河的主张受到各方重视。第二年，陈兰彬又随曾国藩赴天津，参与曾国藩处理天津教案的工作。他和李兴锐一起参与具体的文案、审讯等工作，还建议曾国藩起用彭玉麟等湘军老将以筹战守。
同治九年（1870）八月，曾国藩遵旨赴任两江总督，当即奏请带陈兰彬前往江南办洋务。理由是：“该员实心孤诣，智深勇沉，历练既久，敛抑才气，精悍坚卓，不避险艰，实有任重致远之志。”陈兰彬南下后，被派往上海任上海机器局总办，开始筹划局内各种事务，在制造轮船问题、制造各种兵器、制办火药以及选拔人才等方面均发挥一定作用。光绪二年十月二十四日（1876年12月9日），作为太常寺卿的陈兰彬向朝廷呈交一份关于招商局的奏折，建议清政府继续支持轮船招商局，并指出中国设立轮船招商局的七大好处。他的言论代表了洋务派对招商局这一新生事物的赞扬和支持。
第三阶段是同治十一年至光绪十年（1872—1884），这是陈兰彬事业巅峰时期，他肩负走向世界的时代使命，为祖国做出不可磨灭的贡献。
培养人才是办洋务的重要部分。同治十一年（1872），中国第一批留学生赴美，分四批出发，共一百二十人。留美教育提倡者容闳当然成为清政府率领幼童出国的“出洋肄业局”监督，但仅是个副手。清政府必须挑选一个科举出身的翰林为正监督，一来代表清政府，二来好把关。在曾国藩身边工作多年的陈兰彬，由于成绩卓著，理所当然成为“出洋肄业局”监督。这一职务使陈兰彬的知名度从国内到国外。几年的办洋务生涯中，使他体会到要国家富强，培养人才至关重要，他也就踌躇满志带领学生出国。在开始给国内的信中，他赞扬学生的学业进步，并如期升上相关的学校。但是，他毕竟是个封建的士大夫，摆脱不了旧的、传统的封建意识、传统的文化观和价值观。正因为这样，他很在意学生的宗教倾向以及对中学热情的减退。当“出洋肄业局”监督吴子登提出要撤回留学生时，他虽然已不在监督的职位，但他的导向性的倾向，最后使“中途撤回”成为事实。
晚清时期，华人遍布海外，尤以美国旧金山、古巴、秘鲁的华人为甚。各地排华事件的发生，使清政府不得不面对，并想出解决之法。这位管学生的清朝官员，又受清政府所遣，于同治十三年（1874）前往古巴调查华人受虐问题。陈兰彬调查团带着五十一条调查提纲，深入各地，对数以千计的华人进行细致的调查，最后拿出可靠的数据，把古巴华人受虐的真相大白于天下，获得国内外的同情，也促成古巴宗主国西班牙与中国就华工问题进行谈判。古巴华人非常欢迎清政府派来的官员。陈兰彬后来兼任中国驻西班牙公使期间，立即在古巴建立中国领事馆，从事保护华人的事业。陈兰彬也因此受到华人的尊敬和爱戴，他的正面形象逐步提升。
在列强叩开中国大门三十多年后，光绪元年（1875）中国正式向外派驻外公使，这是中国近代外交转型的重要举措。是年八月，清政府任命候补侍郎郭嵩焘、候补道许钤身（后改为刘锡鸿）为出使英国的正副使。年底，又任命陈兰彬、容闳为驻美国、西班牙和秘鲁的正副使。陈兰彬一行于光绪四年（1878）正式前往美国，直至光绪七年（1881）回国。他在为期4年的公使任内，保侨、护侨成为工作重心。陈兰彬致力于在华盛顿建立中国驻美使馆；在旧金山设立总领事馆，在檀香山从设立华人商董会过渡到领事馆；保护华侨权益，与美国国会立法排华进行交涉和斗争；及时处理1880年10月31日在美国科罗拉多州丹佛市发生的反华骚乱。陈兰彬连续三次照会美国外交部，敦促美国政府以中美条约的准则保护华侨，并要求地方当局赔偿财产损失。陈兰彬是晚清第一位驻美公使，他从事的是首创性工作，使馆、领事馆的建立，以及如何保护华人等问题都无前人经验可借鉴。这些工作虽则不完善，却是可喜的第一步。
光绪二年（1876），朝廷授陈兰彬为太常寺正卿。光绪四年（1878）授宗人府府丞。光绪五年（1879），授都察院左副都御史。回国后，光绪皇帝认为陈兰彬久历欧美，熟悉外情，“每召对，辄敷奏中西政治之原本，今昔情势之异同，动中竅要，交涉持大体，威怵利诱，无取屈挠，有古大臣匪躬之风”，《清代碑传全集》下册，第1720页。遂命充总理各国事务大臣，兼署兵部右侍郎。光绪八年（1882）科乡试较射大臣。光绪九年（1883）署礼部左侍郎，科会试阅卷大臣、武会试较射大臣。
第四阶段是光绪十年至光绪二十年（1884—1894），这是陈兰彬告老还乡的晚年阶段。
光绪十年（1884），陈兰彬告老还乡，仍热心于教育事业，主讲高文书院（今高州中学前身），撰修府志、县志，藏书甚丰，以读书为乐，为后人留下一笔珍贵的精神财富。
晚年的陈兰彬退居故里，但仍然发光发热。他一方面著书立说，编纂县志；另一方面，热心家乡的公益事业，为家乡的教育、经济建设和文化生活等事业贡献余热，赢得家乡人民的尊敬和爱戴。光绪二十年（1894）陈兰彬在故乡去世，终年七十九岁。
综观陈兰彬一生，时代成就了这位清朝官员，而陈兰彬在外交、内政的事务中又见证了这个时代，履行了时代赋予他的使命，虽然在他的身上还存在一些缺陷，留下了一些遗憾，但他身体力行，尽职尽责，仍然无愧于这个时代。是一位具有独立个性，立志仕途升迁，为官不忘为国；离官退居故里，投身教育，著书立说，热心公益事业，具有只管做事不张扬，不居功骄傲的谦谦君子之风。