1929年陳毅和他的兄弟在上海時合影。左起：陳季讓、陳世澤、陳毅、陳孟熙、陳修和
陳毅生于1901年8月，名世俊，字仲弘，排行第二。他共有兄弟三人，長兄陳世祿，字孟熙，生于1899年10月；弟弟陳世勛，字季讓，生于1905年。
陳毅自小與哥哥陳孟熙感情深厚。陳毅和堂兄陳修和、胞兄陳孟熙一起在成都牛王廟高等小學讀書。小學畢業后，1916年，陳毅考進了成都甲種工業學校。
1917年，吳玉章、蔡元培等人發起了留法勤工儉學運動。1918年春，在四川省地方名流的倡導下，成都也成立了留法勤工儉學預備學校，貼出了招生廣告。此時在家務農的陳孟熙看到這個廣告后，趕緊來到甲種工業學校找陳毅，動員他一起去考成都這所學校，以獲得去國外求學的機會。1918年3月，兄弟二人一起考入了留法勤工儉學預備學校。這一年，陳孟熙19歲，陳毅不足17歲。
1919年春，學習結束了。四川省督軍熊克武、四川省長楊滄白宣布，只有結業考試進入前30名的學生才可以享受省公費赴法留學。結果，考試結果出來了，陳毅為13名，陳孟熙為14名，兄弟雙雙高中。當年農歷五月初四，陳氏兄弟和其他留學生經簡陽、瀘州、重慶，到達上海。8月，在上海登上法國貨船“麥浪”號。
初到巴黎，兄弟二人一邊學習法文，一邊學習社會主義理論。不久，二人參加了蔡和森等人組織的工學互助社和法國工人運動，還參加了留法勤工儉學學生反秘密借款的運動。9月，兄弟二人都被選為留法學生代表，遭法國警察逮捕，被誣蔑為“受第三國際操縱的暴徒”，關押進里昂炮臺。被關押到了第21天，法國政府宣布驅逐全體被捕的104名學生代表。法國警察將被捕學生一直押上了火車，開到馬賽的碼頭，又押上一艘開往中國的“波爾多士”號船上。
回國后，1922年，陳孟熙考上北京中法大學。但是不久又感到救國無門，毅然辭學，找到堂兄陳修和，商量投奔孫中山先生。而這時的陳毅已經秘密加入了中國共產黨，他曾想動員兄長接受共產主義信仰，但是此時陳孟熙對于初建不久的共產黨能不能擔負起打垮封建軍閥的重任，心存疑惑。李大釗得知后，勸說陳毅不要把兄長強留在北京,并讓陳毅轉告陳孟熙，回去以后可以向吳玉章先生尋求幫助。
陳孟熙找到陳修和后，他的主張得到贊成。陳修和也是一個抱有“實業救國”愛國熱望的熱血青年。二人立刻出川去找昔日授業恩師吳玉章。不久，他們就帶著吳玉章的親筆信，進入黃埔軍校第五期學習。
1926年北伐軍攻占武漢后，黃埔軍校開辦武漢分校，陳修和、陳孟熙也開赴武漢。在他們的安排下，小弟陳季讓也考上了黃埔第六期。
幾乎是同一時期，受中共之命、赴四川開展軍事工作的陳毅，已轉調到武漢中央軍校政治部工作。在租用的民房里，兄弟相聚。陳毅提出中國革命只有中國共產黨領導才有出路，希望兩位兄長加入中國共產黨。陳孟熙對形勢感到悲觀，沒有應允。
很快，蔣介石開始清黨反共，武漢的汪精衛也加緊了對共產黨人的排擠。汪精衛撤銷黃埔軍校武漢分校，勒令學生提前畢業。這時，陳孟熙經吳玉章介紹到川軍劉存厚部工作。陳毅和手足依依惜別，他再三強調：“為軍閥，為蔣介石做事是沒有前途的。你們不要和他們同流合污。只要我陳毅不死，只要你們不做對不起人民的壞事，你們若是想來找我，我陳毅絕對不會辜負手足之情。”
陳孟熙在川軍劉存厚部很快顯示了比較出色的才能，先后被委任為上校參議、川陜邊防軍駐京辦少將處長等職。
1929年的夏天，陳孟熙調任淞滬警備司令部任職。當過一年多蔣介石侍從副官的陳修和已改任龍華上海兵工廠政治部主任。他們二人都深切關心陳毅的下落，經常在報紙上關注紅色根據地的消息。
1929年3月下旬，大柏地戰斗之后，陳毅帶領新編的紅四軍第一縱隊，駐在江西瑞金附近的一個地主家里。地主于兩天前就攜家眷逃走了。不大的書房里，四壁上糊滿了報紙。陳毅很久都沒看到過報紙了，他喜出望外，捻亮煤油燈，湊上板壁閱讀起來。沒想到，居然在1月份的《新報》上，看到一個熟悉的名字“陳孟熙”。此時的陳孟熙少將已是劉存厚駐上海的代表。
8月間，中央蘇區接到中共中央來信，要紅四軍派人去上海參加政治局召開的軍事會議，匯報紅四軍情況。紅四軍決定派陳毅去上海，他在廈門候船去香港轉上海時，給陳孟熙發了一封快信，告訴了大致的船期。8月26日，一艘英國輪船到達上海。陳孟熙和陳修和一身西裝革履，胸佩“淞滬警備司令部”徽章，登上船來。“共匪”陳毅跟著他們順利通過稽查口，驅車到了福州路的新蘇旅館。陳孟熙已在一層包租了一套房間，讓陳毅住里間，陳孟熙住外間。
事也湊巧，不久堂兄陳世澤、胞弟陳季讓也到了上海。于是，五兄弟留下了一張珍貴的合照：陳毅身穿長衫，立在正中；右邊是西裝筆挺的陳孟熙和陳修和；左邊是穿長衫的陳世澤和穿中山裝的陳季讓。
陳毅在上海待久了，不安全的因素也就增長了。于是，陳毅被轉移到法租界一座教堂的后院，在密室里“禁閉”起來。“禁閉”期間，陳毅起草了著名的“九月來信”，完成了中共中央交代的任務。
和陳毅分手不久，陳孟熙便進入了陸軍大學特別班。未及畢業，抗戰爆發，他被派往四川，擔任上校團長。1937年冬，他奉命率部出川，和日軍作戰。他所在的部隊與日軍在江蘇昆山激戰后，他率部退往安徽蕪湖。不久，何應欽命令他在安徽歙縣暫住。
在安徽歙縣，陳孟熙聽說陳毅在景德鎮浮梁縣的瑤里，于是接通了與瑤里的聯系電話。
原來此時，正值第二次國共合作不久，陳毅從江西贛南回到南昌，聽說在皖浙贛邊區景德鎮的瑤里周邊還保存了350多人的紅軍游擊隊時，非常高興。1937年11月下旬，陳毅在皖贛特委負責人的陪同下從南昌經景德鎮到達瑤里，在舍會山上召開了皖贛特委會議，傳達了黨中央關于國共合作，建立抗日民族統一戰線的決定精神，研究和部署了紅軍游擊隊改編為江西抗日義勇軍的事宜。接著又召開了全體紅軍戰士大會，陳毅在會上作了《目前形勢與任務》的報告。會后返回南昌。
1938年2月初，陳毅得知皖浙贛邊各游擊隊集中整訓比較順利，遂決定第二次去景德鎮，專程到瑤里指導紅軍游擊隊改編工作。此時，在瑤里的陳毅與哥哥陳孟熙聯系上了。陳孟熙從安徽歙縣趕到瑤里。兄弟久別重逢，既有家事要說，又有抗戰大事要商量，一直說到深夜。
2月10日，集中在瑤里參加改編的全體紅軍戰士以及當地許多群眾，在瑤里鎮吳家祠堂召開紅軍改編和抗日誓師大會。會上，陳孟熙站在祠堂的戲臺上作了發自肺腑的講話。他說：“我和陳毅，一個是國民黨，一個是共產黨，過去打了許多年的仗，現在日軍打我們，是因為我們自己家里不和。家庭不和外人欺，因此，兄弟之間要團結，國共兩黨要共同抗戰，槍口一致對外。”陳毅也發表了熱情洋溢的《目前形勢與團結抗日》的報告。兄弟二人的講話，使臺下軍民深受鼓舞，不時報以熱烈的掌聲。瑤里改編后，皖浙贛邊游擊隊改稱為中國國民革命軍新編第四軍第一支隊第二團第三營，共有550多人。
幾天后，陳毅要回南昌。陳孟熙提出隨陳毅到南昌。長途奔波勞頓，加上前一段的征戰，陳孟熙到了南昌就病倒了，后又轉為傷寒，被送進醫院。這時，小弟陳季讓也從四川趕到了南昌。
陳毅稍有空閑，就到醫院來探望，和他們談心。新四軍副軍長項英也和陳毅一起來看望陳孟熙，感嘆說：“國共雙方中有著骨肉親緣關系的人不少，但像你們兄弟這樣以誠相見、以情相待的卻不多。”
陳孟熙康復要回去了，項英堅持為他和陳季讓設宴餞行。陳毅向陳孟熙敬酒說：“我送大哥幾句肺腑之言，雖然人各有志，但我們在任何時候心里都要有民眾，不做有損于民眾的事情。抗日不依靠民眾，等于沒腳的螃蟹寸步難行。”
分手后陳孟熙投考了陸軍大學，后又中途辭學，回到家鄉。四川省政府委任他為西昌禁煙專員。陳孟熙謹記二弟的囑咐，不做有損民眾的事情，堅決執行禁煙政策。而西昌地方官匪勾結，使陳孟熙差點丟了性命，只得辭官而去。別人做官掙得盆豐缽滿，陳孟熙反而落下3000元的債務。辭官行前題下一副對聯：八月專員三千債，兩袖清風一菩提。橫額：樂在苦中。陳毅獲悉此事，撰聯贈勉：佛不收債鬼，民當敬清賢。橫批：樂得其所。
皖南事變發生后，陳孟熙亟不可待地來到曾家巖中共辦事處打聽消息。辦事處人員把登載有陳毅出任新四軍代軍長消息的報紙給他看，全家人才轉憂為喜。從此陳孟熙與中共方面建立了聯系，成為中共代表團的朋友，經常收到《新華日報》，周恩來經常派秘書去看望他，董必武把陳氏父母接到曾家巖小住，并贈送皮襖和醫藥費。陳毅臨危受命被委以新四軍代軍長后，在敵后進行著艱苦卓絕的斗爭。這期間，他手書下幾年前的《梅嶺三章》第一章“斷頭今日意如何”，輾轉派人送給大哥陳孟熙，以表達自己為民族戰斗到底的堅毅決心。
1949年11月，中國人民解放軍繼三大戰役之后，以摧枯拉朽之勢，進軍大西南。陳孟熙廣泛聯絡川軍同仁，12月在四川樂山率部起義。
新中國建立后，陳孟熙作為起義將領被安排在上海工作。這時陳毅出任上海市長，兄弟再度聚首，共話祖國建設大計。