清光绪三年十二月十五日（1878年1月17日），陈其美出生于浙江省湖州府归安县（今湖州市）府学前五昌里的“存诚堂”。[33] 陈其美六岁入私塾读书，师从忻谷先生习四书、五经。八岁时，母亲因病去世。光绪十七年（1891年），父亲去世。陈其美按父亲生前要其弃学就商的主张，结束了私塾生活，至祟德县石门镇善长典当铺当学徒。在当时民族危机十分严重，革命思潮广为传播的影响下，陈其美也表现了对现状的苦闷，尤不满于自己的职业。他写信劝弟弟陈其采学习西学，以求实用。在他的鼓励下，陈其采以官费留学日本士官学校学习军事，光绪二十八年（1902年）春学成回国，带来变法维新的建议和主张，陈其美颇受启发。光绪二十九年（1903年）春，陈其美来到上海，他一面为维持生计，在上海同康泰丝栈谋得助理会计职位；一面又广交朋友，博览群书。[13] [14]
光绪三十年（1904年），陈其美进入上海科学仪器馆的理科传习所研读科学，结识蔡元培、于右任等人。[14]
光绪三十二年（1906年）夏，在已任湖南新军统带的弟弟陈其采的资助下，陈其美偕谢持等东渡日本，进入东京警监学校学习警政法律。在徐锡麟、秋瑾等留日革命青年的影响下，陈其美的思想渐倾激进。同年冬，加入孙中山创立的资产阶级革命政党一一中国同盟会。[14] 陈其美像
光绪三十三年（1907年），陈其美的浙江老乡蒋志清（即蒋介石）进入东京振武学校学习陆军炮科。陈其美看到蒋介石有习军报国的志向，却缺乏明确的政治方向，就介绍他加入同盟会，并引见给同盟会总理孙中山。同年，因不满警监学校的欺骗宣传，陈其美以“只知图利自己，罔顾学生学业”为理由，印发传单，利用日本学派分歧，要求另办一所东斌学校。在东斌学校成立后，陈其美转入东斌学校学习军事。[13] [14] [15]