章世钊先生写信给陈明仁，要他看清局势，认清前途，投靠人民。他在信中还特别引用了毛泽东对陈明仁评价的话──“当年，陈明仁是坐在他(指蒋介石)的船上，各划各的桨，都想划赢，各为其主嘛，我们会谅解他，只要他过来就行了，我们还要重用他。”
     其实，早在陈明仁闲居南京期间，原71军的高级将领致信陈明仁不能再为蒋介石、陈诚卖命。在四平被俘的胞弟陈明信从东北释放回到南京，向他转告了同乡李立三的寄语，叙说了优待俘虏的事实。一些好友也鼓励他抓一点实力做"资本"，以图东山再起，另谋生路。这一切对陈明仁触动很大。
     陈明仁是胸怀大略的人，虽然决定起义，表面上却不动声色。为迷惑蒋介石，他甚至以反共的面目出现。陈明仁召集市政府的官员讲话，声称要与共产党打到底，坚决按国民党政府的指意从事。可私下，他对身边人说，我保证长沙听不到枪声炮声。
     曾与陈明仁在四平血战的四野部队，此时也捐弃前嫌，派出和谈代表到湖南平江县，与程潜、陈明仁的代表和平谈判，相互协商有关长沙起义的具体事宜。1949年8月2日至6日，毛泽东三次电告林彪等人，要妥善对待陈明仁。
     蒋介石到底是不放心陈明仁，直到陈明仁长沙起义的前几天，蒋介石还派亲信黄杰、邓文仪带来的亲笔信和大笔现款、武器，信中言道：“弟一生光荣史迹当自珍惜，为中正所深信也，对卖身投靠分子，应羞于为伍，必要时，不惜大义灭亲将之明正典刑，然后退守湘西，事将来四川为尔后盾……”
     程潜决定在8月1日通电起义，文稿都拟好了。陈明仁还分别召见了各军、师长，谈到时局日益紧张，湖南不能再打仗了，必须准备应变。
     白崇禧认为陈明仁能打仗，极力提拔他，拉拢他，让他替桂系卖命。陈明仁在表面上和白崇禧联系很密切，起义前，他每天和在衡阳的白崇禧通电话汇报情况，白崇禧深信不疑。当起义通电发出的那一天，白崇禧还不断打电话找陈明仁，陈明仁干脆不接，使“小诸葛”困惑不解，莫明究竟。
     1949年8月4日，程潜、陈明仁通电起义，湖南和平解放。此时，距离新中国成立还有两个月，程潜和陈明仁的和平起义，为新中国的成立献上了一份厚礼，特别是迅速解放西南和华南，有着重大意义。
     程潜和陈明仁的起义，使毛泽东的家乡免遭战火涂炭。毛泽东给予了极高的评价，他和朱总司令在回复程潜和陈明仁的电报中说：“诸公率三湘健儿，脱离反动阵营，参加人民革命，义声昭着，全国欢迎。”
     8月14日，起义部队开拔到浏阳集中改编，一切补给则由解放军后勤部负责。当时还给每一军官发5元，第一战士发2元零用。在浏阳开始整编部队时，所用的关防名为：“中国国民党人民解放军第一兵团司令部。”既有“国民党”，又有“人民解放军”等字样，番号印在符号和帽徽上，这是毛泽东亲自批准表示可以暂时使用，这在解放战争中是没有先例的。
     1949年12月1日，第四战军副政委陶铸宣布，起义部队正式改编为中国人民解放军第21兵团，隶属第四野战军，任命陈明仁为司令员，唐天际为政委。
     陈明仁指挥的6个军，军长一级人选大部分是黄埔一期的，下属也并不是陈的基本部队。起义后，不少部属率部叛逃。陈明仁则显得非常苦闷。作为一个军人，又是一个兵团司令，处于这种境况中，其心情是可以体会到的。
    毛泽东安慰他：“你的义举意义重大，功劳不小。即使你一个人起义，也是成功之举！”
    国民党李宗仁听说程潜和陈明仁在长沙通电起义，叹息道：“一个国军名将，被老蒋逼得走投无路，真是树未倒，猢狲就散了。”
     愿意带一辈子兵的将军1955中国人民解放军授予军衔的将领中，竟有159名原国民党军官，其中陶峙岳、陈明仁、董其武被授予上将，依然执掌兵权，这种信任也为历史上少有。这也许证明了共产党“革命不分早晚”的许诺。
    毛泽东亲邀程潜和陈明仁赴北京，参加全国第一届政协大会及开国大典。
     9月7日，当程、陈二人抵京时，受到了极高的礼遇。毛泽东派聂荣臻在车站迎接，并陪送到“六国饭店”下榻，朱老总率众多解放军将领出席迎接宴，毛泽东亲自在门口迎接他们。
     9月19日，中国人民政治协商会议第一次会议上，毛泽东邀代表游天坛祈年殿，特地从人群中召唤出陈明仁，亲切地叫着陈明仁的字：
    “子良，来，来，我们两个单独照个相。”于是，历史留下了这张永存之照。
    陈明仁要洗10打，毛泽东幽默地说：“少了，洗50打吧！”
     在政协会上，被蒋介石称为“创造了人世间的奇迹，不愧为难得将才”的陈明仁将军在发言道：“我起义了，这既是对白崇禧实行兵谏，也是我对蒋介石的大义灭亲……”“我记得我在黄埔的时候，蒋介石经常对我们说：‘我是革命的，实行三民主义的，我什么时候不革命，你们应该打倒我。’我现在发现蒋介石不仅是不革命，简直是反革命，简直是人民公敌，我当然要打倒他。并且不但我要打倒他，就是凡是黄埔同学乃至全国人民都要起来打倒他的。他是我们校长，现在我便给他一个大义灭亲，我想蒋介石用不着怨恨我，应该去怨恨他自己。”
    当时，蒋介石听到陈明仁的这番讲话，头一下子大了起来，不得不服降压药。
     1949年9月23日，毛泽东主席和朱德总司令在北京举行宴会，专门宴请了陈明仁等26名国民党起义将领，应邀作陪的有周恩来、刘伯承、粟裕、黄克诚、聂荣臻、罗瑞卿等。席间，毛泽东几次举杯庆祝到会的原国民党军将领举行起义和响应人民和平运动的功绩。