陈香梅生于北京，七七事变后前往香港，香港沦陷后又隻身前往昆明。当时陳的父母都在美国任职，希望她们姐妹六人都能到美国读书，但陈香梅決意留在中國。1944年，19歲的陈香梅加入中華民國中央通訊社昆明分社；同年在嶺南大學取得文學士（主修中文）學位。她自1944年至1948年為中央社記者，並為上海的《申民日報》供稿。

由于陳的英语流利，擔任中央社記者時被派往採访陳納德，兩人一见钟情；她並於22歲時（1947年）同時年54歲的陳納德结婚。她和陳納德育有兩女陳美華、陳美麗（皆由蔣宋美齡起名，並為蔣夫人乾女兒）。陳納德於1958年（婚後11年）病逝美國，終年65歲。

陳納德的逝世並未對陳香梅的事業造成打擊。1963年，她受時任美國總統肯尼迪委任，成為第一位進入白宮工作的華人。1963年至1968年間，她也為美國之音工作，擔任電台的廣播員。1965年，她成為中央社海外特派員，直到74歲（1999年）為止。另一方面，她自1958年至1999年亦成為台灣新生報駐美特派員。1967年陳女士榮獲韓國中央大學頒發榮譽文学博士。

1981年，應中国大陆領導人邓小平的邀请，陳香梅以美國總統當選人雷根特使身分訪華（同行尚有來自阿拉斯加州、時任美國國會聯邦參議院共和黨副領袖的泰德·史蒂芬參議員伉儷），成为邓小平的座上賓。1月6日，蔣經國函電宋美齡：

「關於此次美參議員史蒂文斯及陳香梅來華訪問事，去冬彼等接獲匪方邀請訪問北平後，曾在共和黨內表示，訪問大陸後必須來台訪問。經向我方表示盼我方亦予邀請，彼岸對我方立場事前已充分了解，故彼等對記者談話始終表示：不作信差，亦不代人傳話。政府在彼等抵華後，曾由外交部發表談話重申我不與共匪接觸之堅定立場，以澄清外間猜測。史陳前來拜會時，對在大陸訪問事未曾提及，雙方僅就中美關係及一般國際問題交換意見。佑關遠注，謹此奉稟，敬請 福安。兒。」

值得一提的是，在反法西斯战争胜利60周年时，陈香梅应中國雲南省人民政府邀请訪華，前往当年飞虎队作战地參觀。

雷根總統上臺，陳擔任白宮出口委員會副主席，為總統核心顧問。

老布希總統上臺，陳繼任白宮學者委員會委員，為總統核心顧問。

1991年，陳出任美國國際合作委員會主席、美國內政部環保委員會委員、美中航運總裁。

1993年，陳被授予南京市榮譽市民稱號。

2003年，陳授任上海工商外國語學院名譽校長。

2004年，陳授任海南大學名譽校長。

2009年，陳應邀擔任以推動全球文化交流為使命的「上海沃動科技有限公司」高級顧問。同年，應邀受聘出任中國「陳納德紀念館」名譽館長。

陳香梅是資深共和黨人，活躍於該黨各層級運作中；曾擔任包括「共和黨中央委員」、「共和黨財務委員會副主席」和「共和黨少數族裔委員會主席」在內的多項全國性重要黨職，深受該黨高層的重用，也成為極少數擔任政黨要職的亞裔美國人。

陳香梅被視為美國政府對華政策的資深顧問。打從肯尼迪開始的八位不同黨派總統，都邀請陳香梅出任各種聯邦層級的政策顧問。儘管有人質疑其政治立場由親臺北轉為親北京，但是實際上在臺灣無論是民進黨政府或國民黨政府，都與陳香梅有所聯繫。值得一提的是，中共資深僑務外交官廖承志為陳香梅堂舅父，而廖承志的雙親分別為國民黨革命元勳廖仲愷、國民黨左派元老何香凝。

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