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陳國達於1930年考入中山大學地質系。1934年畢業後又入讀國立北平研究院地質研究所,次年獲碩士學位。此後曾在廣東、廣西、江西等地地質調查所工作。後任教於中山大學地質系,曾出任系主任。1952年院系調整時前往湖南擔任新成立的中南礦冶學院(今中南大學)地質系主任。後又歷任中南礦冶學院副院長、湖南地質研究所副所長、中國科學院長沙大地構造研究所所長等職。1980年當選中國科學院地學部學部委員(院士)。
陳國達最主要的貢獻是創立了地窪學說。他於1956年在傳統的地槽、地台之外提出了大陸地殼的新構造單元——地窪區,並以此建立了地窪構造理論體系。1982年憑《地窪區(活化區)一一大陸地殼第三構造單元》獲國家自然科學二等獎。1995年他又因亞洲陸海殼體大地構造圖獲國家科技進步二等獎。
2004年4月7日陳國達在長沙逝世。