1927年廣東四一五反革命政變後，農民運動受到鎮壓摧殘，陳國龍隱蔽在大南山區鄉村中，繼續堅持鬥爭。8月下旬，中共東江特委委員楊石魂在普寧三都書院召開幹部會議，部署建立武裝，迎接南昌起義軍進入潮汕。此後，全縣革命武裝鬥爭便開展起來，陳國龍奉命參加接待起義軍工作。當起義軍在潮汕失利後，白色恐怖又籠罩粵東。這時，陳國龍不怕艱險，堅持鬥爭，並由江寧靜介紹參加共青團。他積極參加中共普寧縣委領導的1928年年關暴動，不久，便由共青團員轉為中共黨員。1928年4月，國民黨反動派對革命人民和武裝進行瘋狂的“圍剿”，紅四師第十一團和普寧縣工農革命武裝數千人，只好退入大南山區與敵周旋。陳國龍被國民黨反動派通緝。1928年12月，他只好退避南洋，到新加坡、馬來西亞、泰國等地，先後當過汽車學徒、電機工人、汽車廠技術員等，並參加當地華僑組織的赤色工會，從中進行革命活動。後來陳國龍到馬來西亞當國小教師、校長，1932年與揭陽旅馬僑胞趙秀蘭結婚。不久，他在吉打十字港中華學校任校長。在這期間，他參加了中共海外支部。
1933年至1935年，他受共產國際的派遣，通過英共，到倫敦劍橋大學留學，學習無線電工程學和飛機工程學，畢業時，取得飛機師證書。陳國龍身在海外，卻時刻想念祖國，關心國家的前途和命運。1936年西安事變後，陳國龍回國參加抗日救亡工作。他帶著妻兒回到家鄉，因沒有職業，生活困難，只好把妻兒送回新加坡，自己則堅持留在普寧和寮村教書，把各房頭辦的三所私塾，合辦成一所六年制國小，他任校董和教務，聘請了一批進步教師到校任教。他以學校為陣地，發動師生積極開展抗日救亡運動，播下了革命的火種。
陳國龍十分關心民眾生活，看到本村西北、八斗壇兩個水陂被洪水沖崩，1000多畝田地受旱，便急民眾之所急，發動民眾籌集資金，組織勞力，帶領大家晝夜奮戰，修建了兩個攔洪水閘，解決了全村大片農田灌溉問題。民眾稱讚陳國龍是“為民解憂，造福桑梓”的人。
1938年2月，陳國龍回響潮汕黨組織的號召和郭啟明等八位歸僑青年到福建龍巖中共閩西南特委所在地，報名參加新四軍。部隊根據陳國龍的技術專長，分配他擔任新四軍司令部無線電總隊機務員、組長，後升任上尉兼材料庫保管員。他在葉挺軍長的直接領導下進行工作。新四軍挺進敵後，打擊日偽軍，給敵人以重大打擊，開創了江南敵後抗日根據地。在每次戰鬥中，陳國龍準確無誤地做好無線電收發報工作，確保通訊聯絡暢通無阻，為了防止電台收發報泄密，他自編了一本絕密的電訊密碼。他的工作多次受到葉挺軍長的表揚。
1940年初，陳國龍被調到新四軍教導隊第四期第二大隊第六中隊基幹政治隊受訓，畢業後，被提升為少校機務主任。當時日軍集結一萬餘人大舉“掃蕩”皖南，其中一路約5000餘人，以空軍為掩護，妄圖摧毀新四軍軍部駐地雲嶺。在葉挺軍長的親自指揮下，新四軍指戰員英勇殺敵，不僅擊退了敵人十多次猛攻，而且收復了國民黨軍第五十二師丟失的涇縣城。陳國龍冒著猛烈炮火，準確傳達軍部的作戰命令，為奪取戰鬥的勝利做出了貢獻。
1941年1月，以蔣介石為首的國民黨頑固派置民族的危難於不顧，發動了震驚中外的皖南事變。1月4日，新四軍軍部及所屬部隊9000餘人，奉命北移，6日行至涇縣茂林地區時，突遭國民黨軍七個師八萬餘人的包圍襲擊。新四軍被迫抗擊，血戰七晝夜，終因彈盡糧絕，除1000餘人突圍外，大部分壯烈犧牲。在激烈的戰鬥中，陳國龍不顧生命危險，鎮靜地譯發電報，保持著與黨中央的聯繫。1月14日給黨中央發完最後一次電報後，葉挺軍長指揮大家燒毀密碼，砸毀電台，帶領大家突圍。在突圍戰鬥中，陳國龍不幸落入魔掌，被監禁在人間地獄——江西上饒集中營。在集中營，國民黨的特務對陳國龍採取軟硬兼施的手段，先行政治欺騙，說什麼只要承認錯誤和“自首”，就釋放並讓當官。當陰謀不能得逞時，對陳國龍施以毒刑拷打。但陳國龍始終站穩革命立場。表現了一個共產黨員的堅強鬥志和堅貞不屈的革命氣節。
1942年5月，日軍向上饒進逼，國民黨軍隊不戰而潰。上饒集中營的新四軍“囚犯”也在大批憲兵特務的嚴密押送下解送福建。當隊伍行至福建崇安縣赤石鎮附近時，陳國龍和其他難友一起，勝利舉行了暴動，衝出了敵人的牢籠。陳國龍脫險後先是回到家鄉，因找不到黨組織，便先後到韶關、衡陽等地打零工度日。1944年底，陳國龍因生病再次回到家鄉。
1944年冬，潮汕地下黨組織恢復活動，並著手籌建人民抗日武裝，開展抗日游擊戰爭。1945年1月，陳國龍向普寧縣五區特派員黃光武匯報了自己經歷和鬥爭情況，請求恢復黨組織關係並參加抗日游擊隊。經中共潮普惠縣委書記林川審查同意，恢復了陳國龍的黨籍。他精神振奮，參加了二次為組建游擊隊而籌槍籌糧的戰鬥。3月13日，潮汕人民抗日游擊隊在普寧宣告成立。陳國龍被委任為軍事參謀，負責軍事訓練，為提高游擊隊的素質和戰鬥力做出了貢獻。
1945年5月上旬，潮汕人民抗日游擊隊在戰鬥中發展到700多人，集中在流沙郭厝寮擴編，把原第一、二突擊隊和短槍隊分別擴編為三個大隊，陳國龍兼任第三大隊長。5月17日，游擊隊從大壩葫蘆地向泥溝鄉進發，在大壩平林山坡與國民黨的自衛隊遭遇。陳國龍協助王武隊長指揮游擊隊員，利用地形地物，集中火力打擊敵人。他採用迂迴戰術，指揮一個大隊從第一個山頭對敵人進行襲擊，終於將敵擊退。游擊隊打了一個大勝仗，士氣為之大振。
6月14日(端午節)，國民黨普寧自衛後備團300多人，進攻普寧二區蘇水鄉新成立的第三大隊第六中隊。陳國龍為避敵鋒芒，指揮隊伍主動撤上赤水山頭，據險阻擊，粉碎了敵人的進攻。6月下旬，潮汕人民抗日游擊隊潮普惠地區的部隊改編為廣東人民抗日游擊隊韓江縱隊第二支隊，支隊長兼政委林川，全隊1200多人，下轄四個大隊，陳國龍任二支隊軍事參謀兼第一大隊長(番號普部)，全大隊340多人。
7月16日，陳國龍帶第一大隊與二、三大隊一起奔赴棉湖，接應起義的國民黨揭陽後備部(河山部)一個中隊並協同進攻國民黨區署、警察所、警察中隊、銀行等，一舉繳獲70多支槍及一批財物。7月24日，正當普寧縣流沙區抗日民主政府在流沙召開成立大會之際，國民黨潮陽保全隊七個中隊竄進隴頭鄉，妄圖配合縣城的保全團，向游擊隊發動第三次“圍剿”。為了保衛新生的抗日民主政權，陳國龍根據二支隊司令部指示，帶領第一大隊指戰員，配合二、三大隊，夜奔隴頭襲擊敵人。是役斃傷頑敵30多人，俘敵60多人，繳槍70多支。
1946年6月，廣東人民抗日游擊隊韓江縱隊，為執行“雙十協定”，根據中共廣東區委的決定，選派骨幹參加東江縱隊北撤山東的解放區，而大部分指戰員留在當地，以各種形式分散堅持地下鬥爭。陳國龍根據黨組織的決定，留在大北山堅持鬥爭，做開闢新區和培養軍事幹部的工作。
從1946年下半年起，國民黨反動派撕毀了停戰協定，發動了全面內戰。潮汕地區的黨組織和武裝隊伍在與敵人的戰鬥中逐步恢復和壯大，革命形勢一天天好轉。為了取得與黨中央和香港分局的聯繫，中共潮汕特委決定派陳國龍設法購置無線電台零件，建立無線電台。12月23日，陳國龍奉命回普寧家鄉尋找、購買組裝無線電台零件。他單槍匹馬，化裝成農民，手提竹籃，內藏駁殼槍和現款。當他行至流沙秀隴村時，碰上了秀郭鄉公所兩個所丁。其中一個叫黃亞扁，參加過游擊隊，後“自新”，知道陳國龍的身份。他看見陳國龍匆匆而來，就要上前盤問搜查。陳國龍迅速從竹籃里抽出駁殼槍，對準他們說：“你們若敢為非作歹，就對你們不客氣。”當陳國龍走後，叛徒黃亞扁為了邀功請賞，便同另一所丁回鄉公所拿了兩支長槍，跟蹤追趕。陳國龍發覺後，從西社村花柳園處改走小路，並加快步伐。兩個所丁見狀，邊追邊開槍射擊。陳國龍被迫邊走邊還擊。當走至陂烏村田洋時，黃亞扁眼看不能取勝，便心生毒計，高喊：“大家來捉賊啊!”這時，陂烏村守青隊員張成合見狀助喊，即提“七九”步槍協助，先後發射二彈，陳國龍不幸被擊中大腿要害，血流如柱。他便臥在番薯溝與敵所丁對射。子彈打光了後，與追上來的兇惡所丁展開激烈搏鬥，因受傷流血過多，體力不支，被所丁用匕首刺殺，時年40歲。
