顺治八年（1651年）举人。顺治十七年（1660），授重庆推官，权代重庆府、夔州府知府。此时张献忠初灭，蜀东一带还在起义军的掌握中，征师四集，陈丹赤给饷不乏。垦荒莱，缓刑禁，报最。迁刑部主事，再晋刑部员外郎。监天津关税时，恪尽公廉，未苟取一钱。后升兵部郎中，出为浙江按察司佥事、分巡温处道，署按察使。
康熙十三年（1674），入京觐见走到山东的时候，平南王吴三桂反，诏令入觐官员悉还治所。陈丹赤归至东昌，听说盘踞福建的靖南王耿精忠也加入了叛乱。陈丹赤忧虑温州与福建接壤，福建既叛，定首攻温州，温州一失，全浙则不可守。遂昼夜兼程，赶至杭州谒抚军议事，而后驰赴温州筹划防御事宜。
平阳叛将司定猷勾结耿精忠兵逼瑞安，陈丹赤独居城上，泣谕父老，誓与城存亡。海寇朱飞熊乘间肆掠，乡民争相入城，总兵祖弘勋欲不纳。陈丹赤曰：“城以人为固，人以食为命。民辇粟入城，民即兵，食即饷。亟宜纳之，与共守。”于是来者数万。
寇涌至，攻南门甚急，副将杨春芳忽撤兵去，人心汹惧。陈丹赤日驰牒乞援，晨夜徼循，以忠义厉士卒，皆感泣，愿死守。祖弘勋准备以温州叛，表面上派遣游击马文始助守，实际上欺骗陈丹赤，陈丹赤誓以身殉。永嘉知县马琾见状，跃起搏击道：“汝等反了！”高魁刀砍马琾，琾血流满面，以头撞祖宏勋曰：“吾与尔俱死。”遂同遇害。
六月甲午朔，祖弘勋陈甲仗华盖山，集文武官计事，欲以胁迫陈丹赤。千总姚绍英知其谋，劝勿往，陈丹赤不顾，策马去。
至则兵露刃夹阶立，坐定，祖弘勋曰：“彼众我寡，将若何？”陈丹赤曰：“提标前锋五千人已集，且民心效死，战即不足，守自有馀。吾此来商以舟济师，顾乃计多寡邪？”祖弘勋曰：“舟安在？”陈丹赤语通判白鼇宸曰：“河干泊舟不少，皆乡民所弃。以济援师，何患无舟？”弘勋语塞，杨春芳厉声言曰：“城中粮尽，纵有兵有舟，谁为我用？”陈丹赤曰：“若言误矣。吾军粮饷足供六阅月，且远近乡民输粟入。若乃为此言惑军心邪？”
有自怀中出帛书者，耿精忠招祖弘勋献城檄也，陈丹赤怒，碎而掷之地，曰：“此岂可污吾目？吾头可断，城不可得也！”祖弘勋执其手，好语慰之，陈丹赤曰：“封疆之臣死封疆，不知其他。”祖弘勋知不可夺，命千总高魁持斧拥陈丹赤出，陈丹赤骂益厉，执斧者断其臂，大呼曰：“臣事毕矣！”兵刃交下，遂遇害。[1]
康熙十六年（1677），浙江巡抚陈秉直疏请抚恤，赠通政使，谥忠毅，马琾赠布政司参政。康熙三十五年（1696），敕建“双忠祠”于温州，奉祀陈丹赤及马琾。康熙三十八年（1699），康熙帝南巡，陈丹赤子陈一夔时任湖州知府，迎驾于杭州，康熙帝书“名垂青史”额赐之，以旌其父忠。其后，马琾子马逸姿，引陈丹赤例上疏，亦求赐谥，康熙深加体恤，允之，追谥“忠勤”。