参军后的陈怀民特意把原本的名字——陈天民，改为怀字，寓意心怀百姓。

1937年8月14日，陈怀民人生之中具有纪念意义的日子。当时日本空军与我方空军在杭州笕桥激烈交火，一向横行霸道的日本空军，仗着自己飞机的优势，完全不把我军放在眼里，在没有战机护航的前提下，闯入杭州上空。

陈怀民和战友们一起，前后夹击，一举歼灭敌军三架战机，重伤两架，轻伤两架。此次空战是我军抗战以来首次在航空领域取得的胜利，这一天也被永远的载入史册，命名为空军节。

一个月后，30多架敌军战机再次入侵南京上空，陈怀民带着战友奋起抗击，奈何我军势单力薄，他的战机很快被四架敌机包围，油箱被击中起火，飞机直线下坠，陷入失控状态，为了保存为数不多的战机，陈怀民没有选择跳伞。

在离地面只有几百米的地方，他关掉了螺旋桨让飞机进入滑翔状态，最终飞机撞在一棵树上，被弹出座位，浑身擦得血肉模糊，掉在了树杈上的陈怀民，在医院躺了足足三个月才痊愈。

作为飞行员的母亲，陈妈妈总想儿子能够早日成家立业，延续陈家的香火。但是，作为一名空军，随时都要准备上战场，每一次起飞都可能是诀别。不想连累他人的陈怀民一次次婉拒了母亲的好意。

当时在飞行员中，还有一条不成文的规矩，未满28岁，不得结婚生子。

尽管如此，陈怀民还是恋爱了，姑娘名叫王璐璐，两人因篮球结缘。因为陈怀民经常要飞外地执行任务，两个人相聚的时光变得越发的弥足珍贵。他们彼此约定，等把日本人赶走了，两人就结婚。可是这一天随着陈怀民的离去，成为了永久的遗憾。

壮烈牺牲

1938年4月28日，陈怀民接到作战命令。代替战友参加4.29战役。

作战前一晚，陈怀民回到武汉家中，探望父母。临走前，他表现得异常不舍，冥冥之中，不祥的预感困扰着他。陈怀民甚至和哥哥交代了后事。

当天晚上，他在日记中写道“在家中，我很想把心中的话告知父母兄弟，但我不想让他们难过。如果有天，我发生不测，希望你们不要悲伤，我是为了祖国而死，这样的死值得，我无悔此生。如果，我牺牲了，希望父母节哀，希望更多的中华子孙能投入到战斗中来，直到抗战胜利的那一天”。

4月29日，敌军出动49架战机偷袭武汉。我军在提前截获情报的前提下，出动了数十架战机迎战。