1940年新四军挺进纵队开辟江北抗日根据地后，陈同生任政治部副主任、军法处处长、苏北支队政治部副主任，代表新四军负责与地方武装苏鲁皖游击总指挥李明扬、副总指挥李长江联络，开展统战工作。郭村战斗后，任新四军苏北指挥部第一纵队政治部副主任。新四军进占黄桥后，建立黄桥军民联合办事处，陈同生任副主任兼泰兴县县长。

1940年8月以后，陈同生先后任如靖泰临时行政委员会副主任、苏北临时行政委员会行政处处长、苏四区抗日游击指挥部政治部主任等职，参与苏中和南通抗日根据地的开辟工作。1941年3月，苏中军区第四军分区成立，陈同生任政治部主任。

1941年9月，苏中四分区组建江海挺进支队开辟通海地区，陈同生任政治委员。部队兵分两路，一举击溃盘踞在通海地区的伪军邱冠生部，控制整个通海地区。10月，陈同生任通海行署主任，组织该地区的民众发动和的根据地开辟，加强基层政权建设、发展地方武装，开展文教工作，召集当地士绅文化教育界代表会议团结抗战，组织财政税收。经过工作，这一带逐步由“同情区”发展成为根据地的组成部分。12月，陈同生任海启行署（1942年7月改为海启崇行署）主任兼海门县县长（1942年1月兼海启警卫团政委），开展根据地建设，组织地方武装配合主力部队取得斜桥伏击战胜利，击溃灵甸镇守敌，发动群众游击战争，粉碎日伪频繁“扫荡”、“清剿”。

1942年10月，陈同生调任中共苏中二地委委员、苏中第二行政区专员，组织发动群众，开展减租减息，粉碎日伪“扫荡”。

1942年秋，陈同生调华中党校参加整风，结业后调华中局政策研究室工作，1945年4月任华中建设大学党委委员兼文教系主任。日本宣布投降后，陈同生根据华中局的指派参加接管工作。

新中国成立后，陈同生曾任上海第一医学院党委书记兼院长、上海市委统战部部长、市政协副主席等职。1968年1月逝世。