1924年5月,考入黄埔军校第一期,11月毕业后奉派在黄埔军校教导团和国民革命军第一军任排、连、营长,参加两次东征和平定杨刘之乱。
1926年,随军北伐,升任第一军第二师中校副团长、上校团长。
1928年,随军参加第二次北伐,任第一军第二师第二十六团上校团长。同年7月完成北伐后军队整编,仍在第九师二十六旅任团长。
嗣后参加中原大战,升任第二十六旅旅长。
1933年,率部参加对中央苏区的第四次围剿,是年冬至1934年初,调福建参加围攻十九路军战斗,继而参加对苏区的第五次围剿作战。
1934年,调任师部参谋长。
1936年3月,授陆军少将衔。
1937年5月,升任第九师副师长。抗战爆发后参加淞沪会战、徐州会战、武汉会战。
1938年5月下旬,徐州失守,第二军由毫县撤至漯河整训,其间第九师师长陈应龙被任命为第二军副军长,此后跟随李延年参加了桂南会战、鄂西枣宜会战。
1939年秋,第二军从四川换防至广西南宁。11月上旬,桂南会战中的昆仑关战役爆发,第二军奉命增援,11月中旬抵达迁江。
1940年1月上旬,国军收复昆仑关,昆仑关正面作战的第五军被调到都安、柳州一带补充休整,第二军第九师接替昆仑关正面防务。
1月下旬,第三十八集团军总司令部被敌机袭击,徐庭瑶与各部失去联系,致使作战各部处于各自为战的混乱状态,同时各部也连续遭到敌机轰炸,道路桥梁受到严重破坏。2月上旬,第二军被迫退却。撤退过程中,1939年11月下旬被提任第二军副军长兼第九师师长的郑作民壮烈牺牲。
1941年9月,陈应龙所在的第二军主动进攻宜昌(此役是1941年正面战场唯一的一次由国军主动发起的进攻战役),其第七十六师一度攻入宜昌城内,和守城日军巷战数天,只剩天主堂据点未能攻克。守敌第十三师团死伤惨重,后勤人员及伤兵均投入战斗。10月中旬,第六战区向各进攻部队下达总攻令,第十三师团陷入绝境,师团长内山英太郎中将写下遗书,准备自杀,可惜正在此时,日军增援部队第三十九师团到达战场,挽救了第十三师团危局,第二军等部被迫退出宜昌城,功败垂成。
1941年夏天至初冬,第二军虽奉命进行整训,但经常与日军周旋于宜昌、当阳、远安等地山区,基本上没有机会休整。直到11月,第二军才奉命调回四川大后方补训,其间第二军副军长陈应龙卸任。
1941年,陈应龙调任军事委员会第三补训处中将处长。因与广东省政府主席李汉魂发生矛盾,被军事法庭以“结党营私、图谋不轨”罪名判刑入狱。
出狱后,陈应龙弃官从商。抗日战争胜利后转赴上海。
1948年,陈应龙携眷还乡,创办文昌县文西中学。
1951年逝世。