陈兰彬是咸丰三年（1853年）以二甲七名中进士，被选拔为翰林院庶吉士，充国史馆纂修，后改任刑部候补主事。 同治九年（1870年），在曾国藩的推荐下，以太常寺正卿衔被任命为留美学生委员，率领学童赴美留学。 在美期间，正值美国和西班牙在西半球大肆掠夺华工之时。所以，他被委古巴专使，去古巴调查了解古巴华侨受奴役、迫害、买卖、鞭笞、生活无着等情况。 陈兰彬在古巴视察了各省的甘蔗种植园、猪仔馆、制糖厂以及囚禁华工的“官工所”。还收集了大量的文字资料和诉状，证明虐待华工是事实。 光绪四年（1878年），陈兰彬以宗人府丞衔被正式任命为驻美国、西班牙、秘鲁三国公使。光绪七年（1881年）奉诏回国，入总理各国事务衙门，任大臣，最终以礼部左侍郎职致仕。