感於國父孫中山先生“無空防即無國防”之明訓，1934年以績優選送中央航空學校第五期甲班轟炸科。1936年畢業時成績冠群儕，淩雲御風之生涯並於焉展開，為空軍第13中隊飛行員。1938年任第八大隊第14中隊分隊長，5月19日23時半中國空軍遠征日本本土散發傳單，陳衣凡駕中國空軍僅剩最後一架He111A轟炸機擔任後勤支援運輸。以後復入空軍參謀大學。1945年赴美國恩尼德航校、柏格斯川航校、同盟國三軍聯合計畫作為學校、美國海軍高級軍官兩棲作戰班。1946年回國，入實踐研究院聯戰班及三軍大學戰爭學院將官班，鑽研中西高深軍事理論，對軍事學術有精湛之研究。遂任空軍第2大隊副大隊長。1948年4月16日任第1大隊副大隊長，接受加拿大喬治·司徒華(George E. Stewart)教官的帶飛訓練，成為第一位放單飛的蚊式機飛行員。以後任大隊長。到台灣後，任台中基地指揮官。1952年任空軍總部第2處處長，由於思維縝密，治軍嚴而多恩，慮事周而能簡，領部伍則悉洽機宜，指揮若定。1953年“駐菲律賓空軍武官”時，亦折衝樽俎，展布其外交之長才。1957年任空軍訓練司令部參謀長。1959年任空軍作戰署署長。1964年任空軍總部人事署長暨“國防部”人力司司長、空軍作戰司令部司令任內，對軍隊人事制度之革新，亦倡導新陳代謝，人盡其才，才盡其用，促使軍隊日益精壯，增強戰力。1968年3月任空軍總部參謀長、1969年7月任空軍副總司令期間，不但適時提供重大業務之推行方針，促進各方面之革新，績效卓著，亦嚴密有效執行各項作戰任務。1970年6月29日為中將空軍第六任總司令，7月3日晉升空軍二級上將，以其卓越之領導統御才能，銳意革新，包括新機換裝訓練、雷達系統改進、戰管能量擴充、戰備工程興建、航空工業發展、科技人才培養、F-5E戰機研製與合作生產等重大措施，無不積極進行，使空軍更日益壯盛。未及一年，空軍全面進步，使空軍袍澤迄今仍懷感念之心外，優異的表現，不但使空軍健兒們深感與有榮焉，更成為其效法的表率。1975年6月任“總統府”戰略顧問，駐約旦“大使”。
