陈怀， 袭父职为真定副千户。
永乐初，积功至都指挥佥事。
从平安南，进都指挥使，涖山西都司事。
再从张辅擒安南贼简定，从都督费瓛征凉州叛人虎保，皆有功。
仁宗立，进都督同知。
宣德元年，代梁铭为总兵官，镇宁夏。时官军征交阯者屡败，诏遣鸿胪丞何敏、指挥吴玮往招之，而命怀统刘昭、赵安、蒋贵帅师数万随其后。玮等至，贼不顺命。玮与龙州知州薛继贤击贼，复松潘。比怀至，仍用玮前锋，遂复叠溪，降二十余寨。招抚复业者万二千二百余户，归所掠军民二千二百余人，事遂定。进左都督，厚赉金币，而绌玮功不录。
怀留镇四川。在镇骄纵不法，干预民事，受赇庇罪人，侵夺屯田，笞辱佥事柴震等，数为言官所劾。帝降敕责让，复以御史王礼弹章示之。怀引罪。置不问。
宣德六年，松潘勒都、北定诸族暨空郎、龙溪诸寨番复叛。怀遣兵战败，指挥安宁等死者三百余人。怀乃亲督兵深入，破革儿骨寨，进攻空郎乞儿洞。贼败，斩首坠崖死者无算。革儿骨贼复聚生苗邀战。击破之，剿戮殆尽。于是任昌、牛心诸寨番闻风乞降，群寇悉平。久之，巡按御史及按察使复奏：“怀僭侈逾分。每旦，令三司官分班立，有事跪白。怀中坐，称旨行遣。且日荒于酒，不饬边备，致城寨失陷。”宣宗怒，召怀还，命文武大臣鞫之，罪当斩。下都察院狱，宥死落职。
正统二年，以原官镇大同。居二年，以老召还，命理中府事。
正统九年春，与中官但住出古北口，征兀良哈。还与马亮等同封，而怀得平乡伯。
正统十四年扈驾北征，死土木。赠侯，谥忠毅。