1930年，陈翰章以名列榜首的成绩毕业于敖东中学。
1931年，陈翰章（春季）到文庙小学任教。
1932年，参加吉林救国军 [1]。春季告别新婚不久的妻子，经人介绍到王德林统领的救国军司令部工作，得以结识在救国军任参谋长的抗战名将周保中。在周保中的培养教育下，陈翰章进步很快。入伍不久，即任战地鼓动队长。 [2]
1933年，加入中国共产党，是东北抗日联军后期领导人之一 [1]。年仅20岁的陈翰章已升任救国军总部秘书长，并已成为地下党员。
1934年，任东北抗日联军第二军第二师参谋长、代师长 [1]。陈翰章调到党领导的宁安工农义务队任政治指导员。坚持宁安、穆棱、敦化、额穆、汪清、珲春以及中东铁路东段以南地区，确保与中共中央驻共产国际代表团的联系通道，同时衔接北满和南满各抗日联军的情况沟通，以达到全东北配合作战的目的 [1]。
1935年，陈翰章升任东北反日联合军第一师政治部主任，旋即调任第二师参谋长。 [2]
1936年，陈翰章调任东北抗日联军第二军第二师参谋长、代师长。在陈翰章的率领下，第二师与第五师配合，在宁安县团山子与伪军战斗，毙敌40余名。5月，在镜湖南部与日寇佐藤部队激战，击毙佐藤留次郎以下10余官兵。同月，又在宁安县烟筒沟袭击伪警察队31人，将其全歼，缴获轻机枪一挺、步枪28支。被日寇称为“最为显著”的“有力之匪”。为了消灭陈翰章所部的抗日武装，敌人玩弄政治阴谋，驻宁安的日本宪兵队要求会见陈翰章。经第五军军部批准，陈翰章在唐头沟东山接见日本雄谷太郎。雄谷建议抗联与日军合作；或者不愿合作，将部队移出三江地区，保存实力，以待时机云云。陈翰章义正辞严地回绝了日寇的条件，并警告雄谷，不要再当军国主义分子的鹰犬，否则，再以相逢，杀不赦。 [2]
1937年8月，率部在安图县大沙河实行“围城打援”。经过4天战斗，共毙伤俘敌500多人，缴获机枪7挺、步枪300余支 [1]。
1937年9月24日，他率部截击日军松岛“讨伐队”，全歼包括日军少将部队长松岛在内的100余人 [1]。
1938年5月，在中共吉东省委的领导下，陈翰章率第二军第五师与抗联第四、五军等部开始西征。陈翰章率部由牡丹江南下，直捣正在修建的镜泊湖水电站。7月初，焚毁了工程事务所，解放了大批中国劳工，致使日本侵略者苦心经营数年的水电站，仅开工半年，就受到严重破坏，被迫停工。 [2]
1939年7月，第二军第四、五师合编组成抗联第一路军第三方面军。陈翰章任方面军指挥。不久，即取得大沙河战斗的胜利。大沙河战斗，历时4天，共打死、打伤和俘虏日伪军500多人，缴获轻机枪7挺、步枪300余支，及大批军用物资。 [2]
1939年之后，陈翰章率领抗日健儿驰骋沙场，屡立奇功，打得日寇及伪军心惊胆裂，日夜不宁。 [2]
1940年，陈翰章率部队从蛟河向敦化作战，当部队行至敦化黑石岭东侧一座江桥时发现有日军埋伏，陈翰章把部队化整为零，分成小股分批渡桥，日军以为是大部队的前方尖兵，没有攻击，等想明白过来时，部队半数已成功渡桥。接着渡桥部队与未渡桥的部队从两翼对设伏的日军进行夹击，成功击溃了日军 [1]。
1940年，东北抗日联军进入最艰苦的时期。杨靖宇总司令及第一方面军指挥曹亚范先后殉国。为了牵制敌人，陈翰章指挥部队继续在敦化、宁安一线战斗。 [2]
1940年10月，陈翰章和第五军第二师政治部主任陶净非会合。他们决定，由陶净非带领20余名老弱人员进入小沟密营，其余40多名战士由陈翰章带领继续战斗。 [2]
1940年12月5日零点40分左右，陈翰章率领部队袭击了镜泊湖北湖头日人采伐木材的“高岗作业场” [1]。因伪满警察、自卫队、守备队等事先有所准备，凭借掩体以优势火力进行抵抗，陈翰章部突袭未能成功，作战中牺牲两人，于是撤退。尔后12月5日5点以后，陈翰章部7次和日伪满军警讨伐队遭遇，展开激烈战斗后，牺牲14人，被俘1人 [1]。此时陈翰章部陷入极度的疲劳和饥饿状态。陈翰章为了回避日满军讨伐队和解决饥饿，决定返回陶主任留守地。南下镜泊湖东大庙岭附近 [1]。12月7日夜里，陈翰章部的一个人忍受不了极度的疲劳和饥饿，叛逃至湾沟附近讨伐队 [1]。
1940年12月8日下午13点20分左右，伪满警察队在宁安镜泊村小弯沟东南方约2公里处发现陈翰章部，开始围攻陈翰章部19人。陈翰章率部奋力反击，一时枪声大作，双方展开激战，激战一个小时30分左右，优势兵力的讨伐队打散陈翰章部 [1]。陈翰章部队5人壮烈牺牲，5人被俘获，其中有赵指导员和1名朝鲜族女战士 [1]。现场留下轻机枪1挺，三八式、七九式步枪各1枝，毛瑟手枪1支，勃朗宁手枪5支，携带电话机筒1个等其他物品 [1]。在被俘的陈翰章部下和叛逃部下的确认下，证明了遗体中有令日本侵略者心惊胆寒的抗日名将东北抗日联军第一路军第三方面军总指挥陈翰章。牺牲时的陈翰章将军随身携带毛瑟和勃朗宁手枪各1支、宁安县南部十万分之一和五万分之一地图各一份与肩章，时年仅27岁 [1]。
1940年12月8日夜，由于叛徒出卖，敌人调集重兵包围了陈翰章所部的驻地湾沟村。陈翰章孤身一人与敌人对峙。敌人企图软化英雄，提出优厚条件让陈翰章投降，陈翰章不为所动，终于慷慨殉国。 [2]
1948年10月，长春解放后党派人找到了陈翰章的遗首，安放在东北烈士纪念馆。 [3]
1955年，陈翰章遗体又安葬于哈尔滨烈士陵园。 [3]
2013年4月11日下午，陈翰章的头颅，在他诞辰一百周年之际，被迎回故乡吉林省敦化市，并将与其遗体合葬。
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