陳茂輝1929年7月參加中國工農(nóng)紅軍，同年加入中國共產(chǎn)主義青年團，1931年3月轉(zhuǎn)入中國共產(chǎn)黨。土地革命戰(zhàn)爭時期，任上杭縣赤衛(wèi)團排長，1930年進入閩西紅軍學校學習，此后任紅23軍66師266團三連指導員，參加了閩西蘇區(qū)反“圍剿”作戰(zhàn)。1931年進入瑞金紅軍學校學習，畢業(yè)后任紅一軍團第二師六團三營連指導員，參加了中央蘇區(qū)第三、四、五次反“圍剿”作戰(zhàn)。紅軍主力長征后，留在閩西蘇區(qū)堅持三年游擊戰(zhàn)爭，歷任福建軍區(qū)獨立營政治委員，閩西第一軍分區(qū)政治部組織科科長，永定獨立營政治委員，中共上杭縣區(qū)委書記，中共永埔縣委副書記兼中心區(qū)委書記等。抗日戰(zhàn)爭時期，編入新四軍二支隊，歷任新四軍二支隊政治部民運科科長，軍部特務營教導員，新四軍政治部民運部第三科科長。皖南事變后，歷任蘇中軍區(qū)如皋自衛(wèi)總隊總隊長兼警衛(wèi)團副團長、團長，第七師兵工部政委，蘇浙軍區(qū)第二軍分區(qū)參謀長等。解放戰(zhàn)爭時期，任華中軍區(qū)特務團政委，華中軍區(qū)1師2旅政治部主任，華東野戰(zhàn)軍第四縱隊11師政治部副主任、主任、副政治委員，中國人民解放軍第三野戰(zhàn)軍第23軍68師政治委員等，參加了萊蕪、盂良崮、淮海、渡江和上海等戰(zhàn)役。中華人民共和國成立后，任中國人民解放軍第23軍政治部主任、副政治委員、政治委員。1958年進入政治學院速成系學習。后任江蘇省軍區(qū)副政治委員、第三政治委員、顧問，南京軍區(qū)政治部顧問。1955年授予少將軍銜，榮獲二級八一勛章，二級獨立自由勛章，一級解放勛章，一級紅星功勛榮譽章。1982年7月離職休養(yǎng)。

2015年3月23日，陳茂輝同志因病醫(yī)治無效在南京逝世，享年103歲。

陳茂輝著有自傳《征途》、《決戰(zhàn)的尾聲》。

1955年被授予少將軍銜。獲二級八一勛章、二級獨立自由勛章、一級解放勛章、一級紅星功勛榮譽章。