1923年4月28日，陈能宽出生在湖南慈利，1939年考入雅礼中学高中部。1942年，以优异成绩被保送到交通大学唐山工程学院矿冶系学习。1946年大学毕业后，进入天津炼钢厂工作。

1947年春天，陈能宽与妻子裴明丽一同考取耶鲁大学。他发奋苦读，仅用3年时间便先后取得了硕士和博士学位。受国际形势的影响，他和许多留学生一样被迫滞留美国。

1955年，陈能宽与妻子历经波折终于冲破重重阻挠辗转回到祖国。他说：“科学是没有国界的，但科学家是有祖国的。新中国是我的祖国，我没有办法不爱她。”回国后，面对众多单位的邀约，他选择到中科院应用物理研究所工作，致力于新中国材料科学的研究。

1960年5月，李觉将军找陈能宽谈话，称“国家要研制一种‘新产品’”，想让陈能宽负责“爆轰物理方面的研究”。陈能宽接受了这个重大而艰巨的任务，为了国防事业，他决定从头学起，全力投入到这一全新的科学领域。从此开启了“干惊天动地事，做隐姓埋名人”的奋斗历程。

1964年10月16日，第一颗原子弹爆炸成功，陈能宽慷慨赋词《清平乐·记我国首次原子弹试验成功》：“东方巨响，大漠天苍朗。云似蘑菇腾地长，人伴春雷鼓掌。欢呼成果崔巍，称扬举国雄飞。纸虎而今去矣，神州日月增辉。”这首词记述了1964年那次惊心动魄的核爆场面，句句彰显新中国自立自强、傲然于东方的气概，是陈能宽等老一辈核武器科学家壮志雄心终为国效力、饱经折辱必扬眉吐气的内心呐喊。