陳牧農(nóng)出生在湖南桑植，他早年便投身軍旅，因表現(xiàn)出眾而進(jìn)入廬山中央軍官訓(xùn)練團(tuán)校尉班學(xué)習(xí)，一九二三年又邁入廣州大本營軍政部講武學(xué)校，次年秋轉(zhuǎn)入黃埔軍校第一期，編入第 五 隊(duì)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在黃埔軍校畢業(yè)之后，陳牧農(nóng)隨軍參與北伐，曾歷任連、營長、第 87 師副團(tuán)長、首都衛(wèi)戍總司令部憲兵團(tuán)團(tuán)長、警衛(wèi)旅副旅長、第 九 師 二十三 旅旅長等職，一九三七年 五 月獲授陸軍少將銜。

全面抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)后，陳牧農(nóng)擔(dān)任第 九師師長，率領(lǐng)所部參與了淞滬會(huì)戰(zhàn)、徐州會(huì)戰(zhàn)、武漢會(huì)戰(zhàn)等諸多戰(zhàn)役，立下赫赫戰(zhàn)功，著實(shí)可稱為一員抗日猛將。

一九四零 年 六月，陳牧農(nóng)率領(lǐng)所部第 九師，進(jìn)駐山西陽城。次年 三月，西線日寇牛島師團(tuán)由垣曲向東進(jìn)行堵?lián)簦粬|線日寇谷壽夫師團(tuán)自焦作攻占濟(jì)源后，朝西封鎖濟(jì)垣公路。值此危急時(shí)刻，他雖帶病指揮，依舊堅(jiān)守陣地 五十余天。

師參謀處作戰(zhàn)科長蔡熙建議即刻突圍，躺在擔(dān)架上正發(fā)著高燒的陳牧農(nóng)依然堅(jiān)持部署突圍計(jì)劃，但最終的兩次突圍都被日軍猛烈的火力給壓了回來。最后陳牧農(nóng)改變突圍方向，出其不意地率隊(duì)趁夜黑向東行進(jìn)，從日寇占領(lǐng)的濟(jì)源城邊成功突圍，經(jīng)由坡頭泅渡黃河，成為國民黨軍隊(duì)中最后一位退出山西戰(zhàn)場的將領(lǐng)。

一九四二 年 八月，陳牧農(nóng)師長率部入川，進(jìn)駐綦江，晉升為 九十三軍軍長，并編入赴印作戰(zhàn)序列，然而最終赴印之行中止。

一九四三 年 五月，日寇崗村寧次聚集二十余萬兵力，發(fā)動(dòng)了豫湘桂戰(zhàn)役，九十三軍被第四戰(zhàn)區(qū)司令長官張發(fā)奎索要過去，駐守全州。

陳牧農(nóng)于 七 月末進(jìn)駐全縣，到達(dá)后迅速構(gòu)建防御工事。八月 十三 日，日本侵略軍第 五十五 師團(tuán)搜索隊(duì)在全縣軍事名關(guān)進(jìn)入大西江，與 九十三 軍搜索營產(chǎn)生接觸。這意味著這股日軍快速進(jìn)犯有可能截?cái)嗍匦l(wèi)全州的第 九十三軍向桂林方向撤退的后路。

陳牧農(nóng)急忙將這一情況上報(bào)，九十三軍乃是蔣介石的嫡系，為了保存實(shí)力，蔣介石致電張發(fā)奎，將之前堅(jiān)守 五個(gè)月的軍令改為了半個(gè)月。

八月 十四 日，日軍第四十二師團(tuán)自湖南新寧侵入全州縣，與此同時(shí)，日軍第 五十五師團(tuán)主力自東安也來到全州縣地界。第 九十三 軍的處境甚是不妙，就在陳牧農(nóng)急得火冒三丈之時(shí)，張發(fā)奎打來了電話：“炸毀庫存武器彈藥，向西南轉(zhuǎn)進(jìn)?！标惸赁r(nóng)將此事向蔣介石作了匯報(bào)，得到認(rèn)可后他才大大松了口氣。

然而，此事影響頗為重大，全州的失守致使廣西北大門失守，嚴(yán)重影響了廣西的戰(zhàn)局，引發(fā)了極大的民憤，這個(gè)“鍋”蔣介石必然不會(huì)去背，那么誰來背呢？戰(zhàn)區(qū)司令張發(fā)奎肯定也不愿意背，得以保全的 九十三軍是你老蔣的嫡系又非張發(fā)奎的。

陳牧農(nóng)被張發(fā)奎派遣的軍官接去柳州開會(huì)，沒想到行至桂林，便被送到桂林守備司令部交由韋云淞執(zhí)行槍決，此時(shí)他才知曉自己中了圈套，臨刑前說道：“是張長官害了我“。

據(jù)小道消息，張發(fā)奎之弟，在駐守某地時(shí)，率部棄城逃跑，不戰(zhàn)而退，陳牧農(nóng)贊同蔣介石槍斃了張的弟弟。

陳牧農(nóng)死后，蔣介石對陳牧農(nóng)的家屬頗為優(yōu)待，抗戰(zhàn)勝利前夕，蔣介石仍未忘卻此事，指示侍從室主任錢大鈞：“陳牧農(nóng)遺族人數(shù)與其生活情形及有無領(lǐng)收撫恤等希查報(bào)為要”。由此可見，蔣介石心中也是懷有愧疚的。