陈独秀共有6个子女，即长子陈延年、次子陈乔年、三子陈松年、四子陈鹤年（后改名陈哲民）、长女陈玉莹、次女陈子美（其中，延年、乔年、松年、玉莹为陈独秀和结发妻子高晓岚所生，鹤年、子美为陈独秀与高曼君所生）。这6个子女，大都走上了献身革命、自立自强的道路，其中，陈延年和陈乔年，同是中共早期领导人，在革命斗争中壮烈牺牲，为中国人民的解放事业做出了巨大贡献。他们之所以能够献身革命、自立自强，是与陈独秀的教子有方分不开的。
疼爱而不溺爱，陈延年、陈乔年兄弟死于国民党手中
长子陈延年
同天下所有父母一样，陈独秀对自己的子女非常疼爱。但是，陈独秀常年为革命奔走，公而忘私，无暇顾及家庭子女，不仅未能在家庭生活上给子女带来幸福，反而还曾因他从事革命活动而连累了家人，危及子女的生命安全。在讨伐袁世凯的“二次革命”失败后，安徽都督柏文蔚、都督府秘书长陈独秀被袁世凯的爪牙倪嗣冲通缉。由于柏文蔚、陈独秀迅速逃往上海，倪嗣冲没有抓到他们，便对陈独秀在安庆的家人进行迫害。他们将魔爪伸向陈独秀的两个尚未成年的儿子延年和乔年，并扬言要斩草除根。幸好陈家事先得到了消息，让延年和乔年去乡间躲避，倪嗣冲才未能得逞。延年和乔年在乡间躲了一段时间之后又回到了安庆。随着年龄的增长，兄弟俩越来越感到，在安庆这个小地方，已经学不到更多的知识了，他们渴望外出求学。他们的这一愿望和志向得到了祖母和母亲的默许。
1915年夏天，陈独秀从日本返回上海，开始筹办《新青年》杂志之事。就在这时，他接到了安庆老家的来信，得知延年、乔年兄弟俩想出来读书的消息。陈独秀感到儿子已经长大，应当让他们出来闯一闯。因此，他对延年、乔年兄弟俩的想法表示赞成，并回信让他们立即到上海来。
于是，兄弟俩辞别母亲和祖母，乘舟东下，于1915年冬天抵达上海。那时延年17岁，而乔年才13岁。兄弟俩初到上海时，一度与父亲住在一起。然而，没过多久，他们就从父亲住处搬出，寄宿于《新青年》杂志发行所店堂，白天在外工作，谋生自给，晚上则去法国巡捕房附设的法语学校学习法文，过着半工半读的生活。当时，陈独秀虽然已闻名全国，但收入却不多，每月给兄弟俩的钱为数很少，只能维持他们最低的生活水平，剩下的开支全由兄弟俩自己谋取。平时，延年兄弟俩只能“食则侉饼，饮则自来水”。由于生活艰苦，“故颜色憔枯，人多惜之”。
对延年兄弟俩的生活状况，旁人都以为太苦，常表怜悯之意，但他们自己却处之泰然，毫无怨言，有意识地要在艰苦环境中磨炼自己。作为父亲，陈独秀也支持孩子们在艰难困苦的环境中自创前程，让他们更好地成长起来，将来成为有用之材。这让既是姨母又是继母的高君曼十分心疼。她曾数次苦劝陈独秀让孩子们回家食住，还通过陈独秀的老友潘赞化代为恳求陈独秀，但陈独秀总不以为然，说那样姑息养奸，不可！他以为高君曼“妇人之仁，徒贼子弟，虽是善意，反生恶果，少年人生，听他自创前途可也”。
陈延年、陈乔年兄弟俩没有辜负陈独秀的良苦用心。他们在艰苦的条件下，勤奋学习，自立自强，后来一起考进了震旦大学。1920年2月初，他们又一起到法国勤工俭学。对于延年、乔年出国留学的愿望，陈独秀完全赞成，并劝过兄弟俩去苏俄留学。可是延年、乔年当时由于受到无政府主义思想影响，对苏俄有些反感，坚持要去法国。他们在法国期间，逐渐了解和接受了马克思主义，对一度信仰的无政府主义产生了怀疑，最终同无政府主义决裂，转而信仰马克思主义。此后，延年和乔年先后参加了旅欧共产主义组织——中国少年共产党和法国共产党。1922年冬，兄弟俩又一起转为中国共产党党员。1923年初，遵照中共中央的指示，延年、乔年兄弟俩及赵世炎、王若飞等12人离开法国到苏联学习。4月中旬，他们抵达莫斯科，进入“东方劳动者共产主义大学”和“东方大学”学习。在莫斯科期间，兄弟俩更加系统地学习和研究了马克思主义的基本理论，研究了俄国革命和国际共产主义运动的经验，终于成为坚定的共产主义战士。
1924年夏天，由于国内革命工作需要，陈延年奉调回国。两个月后，他返回阔别了4年多的上海，并与当时在上海的父亲陈独秀团聚。陈延年回国后，中共中央立即讨论了他的工作问题。作为党的最高领导人的陈独秀，并没有将自己的儿子留在中央机关，留在自己身边。而同过去一样，他希望延年到大风大浪中去锻炼。因此，陈延年很快被派往当时革命的中心和阶级斗争极为尖锐复杂的广东去工作。
到广东之初，陈延年负责广东社会主义青年团的工作。1924年底、1925年初，他接替周恩来，任中共广东区委书记，直到1927年3月奉命离开广东。在此期间，他和周恩来、彭湃、毛泽东等人一起，领导了广东的工人运动、农民运动、青年运动和统战工作，并将起初只有几百名党员的广东党组织发展成为拥有数千名党员、领导数百万工农群众进行革命斗争的领导核心。他在广东最突出的功绩是成功地领导了震惊中外的省港大罢工。毛泽东当时就称赞他是“党内不可多得的人才”，还有人称他是“共产党中的两广王”。特别难能可贵的是，陈延年对陈独秀在大革命后期的右倾机会主义错误，坚持独立思考，从实际出发，决不盲从。他曾多次在中共广东区委会议上说：“我和老头子是父子关系，但我是共产党员，我坚决反对妥协退让的右倾机会主义错误。”他的鲜明态度和坚持原则的精神得到了大家的支持和称赞。
1927年3月，陈延年率中共五大广东代表团离开广州，北上武汉，准备出席党的五大。可是刚到武汉不久，在武汉的中共中央领导人就决定派他和李立三、聂荣臻等人火速赶往上海，传达中央关于开展反蒋斗争的指示。他们刚到南京，便获悉蒋介石在上海发动了四一二反革命政变。到上海后，陈延年接替罗亦农担任中共江浙区委书记。他虽因工作需要未能出席中共五大，但仍被大会选为党的第五届中央委员和政治局候补委员。
陈延年担任中共江浙区委书记时，可谓受命于危难之际。四一二政变后，大批优秀的共产党员惨遭杀害。面对如此险恶的形势，陈延年毫不畏惧，勇敢地承担起重整党组织的重任。他与担任区委组织部长的赵世炎一起，开始为恢复被摧残的党和工会组织日夜奔忙。陈延年在上海工作的时间并不长，1927年6月下旬，他就因叛徒出卖而被捕了。反共头目吴稚晖听说陈延年被捕，欣喜若狂地大叫：“好了！好了！老陈（指陈独秀）没有用，小陈可怕；捉到小陈，天下从此太平了。”他一面报告蒋介石，一面立即给当时的上海警备司令杨虎发了一封所谓的“贺函”。杨虎立即下令严加审讯。面对凶残的敌人，陈延年毫不畏惧。敌人用尽酷刑，也没能从他嘴里掏出任何需要的东西，只好将他杀害来泄愤。1927年7月4日深夜，国民党反动派将陈延年秘密处死。陈延年在牺牲的时候非常壮烈，当敌人要他下跪时，他直立不屈，并高呼口号，虽然几个执刑的士兵用力将他按住，但当刽子手松手挥刀时，他突然一跃而起，遂被按在地上用乱刀砍死。陈延年牺牲时，年仅29岁。面对死亡，他仍如此坚强，宁死不屈、视死如归的精神和气概，真可谓惊天地、泣鬼神！当陈独秀得知自己的长子被害的消息之后，一连好几天不说一句话，把悲痛深深地埋在心里，默默承受着丧子之痛。
次子陈乔年
陈乔年于1925年春接到中共中央的指示回国工作。他一到北京，就被任命为中共北方区委组织部长，与担任区委书记的李大钊一起工作。在这一时期，他积极参与中共北方区委的重大决策，并同李大钊、赵世炎等人一起，为发动各界群众与北洋军阀政府斗争作了大量的宣传和组织工作，使北方地区的革命运动出现了一个又一个高潮。
1926年下半年，陈乔年离京南下，并在上海工作了一段时间。在1927年4月召开的五大上，陈乔年和他的父亲陈独秀、胞兄陈延年一起当选为中央委员。父子三人同时进入中共中央委员会，这在中共历史上是绝无仅有的。
党的五大结束后，根据中共中央决定，陈乔年留在武汉，任中共中央组织部副部长，并代理部长李维汉主持中央组织部的工作。作为中央委员，陈乔年出席了党的八七会议，并表示完全拥护会议对自己父亲的错误所作的批评，拥护党确定的新的方针政策。八七会议后，陈乔年改任中共湖北省委组织部长。不久，又回到上海，任中共江苏省委组织部长。1928年2月16日，由于叛徒告密，陈乔年在开会时被捕。从被捕的第一天起，陈乔年就清楚地知道，由于他担任了党的重要职务，又是陈独秀的儿子，必死无疑。他将生死置之度外，没有丝毫畏惧，也没有任何懊丧。他所考虑的，只是如何继续同敌人作斗争。当他的身份暴露后，他从狱中托人转告党组织，请求党不要再为营救他费心和花钱，同时继续在狱中同敌人进行英勇的斗争。
1928年6月6日，陈乔年在龙华的枫林桥畔，洒尽了最后一滴血，时年仅26岁。
陈独秀得知自己的又一个儿子惨死在国民党的屠刀下后，极其悲痛。这个性格刚强的硬汉子，默默地流下了眼泪。
陈延年、陈乔年牺牲的消息，远在安庆老家的高晓岚并不知道。她一直为他们两个的安危担忧。为了打听他们的消息，她让长女陈玉莹来到上海。不料，陈玉莹到上海得知哥哥延年和弟弟乔年都已牺牲的消息后，由于伤心过度，一病不起。就在乔年牺牲的同一年，玉莹也病死在上海宝龙医院。在不到两年的时间里，三个亲生骨肉接二连三地惨死，作为父亲的陈独秀，其万分悲伤的心情是可想而知的。
三子陈松年窑厂工作30年，1980年退休
陈独秀一生中，曾于1919年6月11日、1921年10月4日、1922年8月9日、1932年10月15日四次被捕，先后坐过北洋军阀政府、上海法租界巡捕房和国民党政府的监狱。陈独秀不畏惧坐牢，在狱中，始终保持着昂扬正气，铮铮铁骨，不向敌人屈膝投降。陈独秀言语不多，不善辞令，但他的一身正气和硬骨头精神却深深影响了自己的子女。
陈独秀第四次被捕后，国民党最高法院于1933年6月底以所谓“进行叛国的文字宣传”之罪名，判处陈独秀有期徒刑8年。随即，陈独秀被关进南京第一模范监狱（又名老虎桥监狱）。之后，他的三子陈松年、四子陈鹤年、女儿陈子美都曾去监狱探望。
陈松年第一次去南京探监时，由于终于见到了朝思暮想的父亲，悲喜交加，激动得一时竟不知说什么好，唯有伤心落泪。这时，陈独秀不但没有安慰他，反而严厉训斥他。陈独秀对这个多年不见的儿子所讲的第一句话是：“没出息！”
在一般人看来，陈独秀这样做似乎不近人情，其实，这正是他与众不同之处。自献身革命以来，他虽犯过不少错误，走过不少弯路，但有一点却是始终不变的，那就是从不向恶势力低头，从不因处境艰难而悲观失望。自身如此，他当然也不希望自己的儿子表现得过于懦弱，看到儿子伤心落泪，便免不了加以训斥。以前，陈松年虽然多次听祖母、母亲及其他人说过父亲的倔强脾气、坚强性格，却从未直接感受过。这一次，他总算亲自领教了父亲的厉害，而且印象至深，永世难忘。后来，陈松年同父亲接触多了，耳濡目染，学到不少东西。他虽然没有像父亲那样经历过大风大浪，但在自己的一生中，也遇到了不少艰难曲折，每次他都能像父亲一样，刚正不阿，泰然处之。陈松年常对自己的子女说，人要知足常乐，遇事要想得开。还说，人生在世，一定要踏踏实实做事，清清白白做人。陈松年曾做过小学教员、中学教员。在抗战时期，又随父亲到达武汉、重庆、四川江津，饱经战乱之苦。1942年5月陈独秀病逝江津后，他妥善地料理了父亲的后事。1947年又将父亲的灵柩由四川移至安庆市郊安葬。1949年春天安庆解放后，陈松年起初在街道义务帮助做行政工作。后来，街道办了工厂，他就选择到又脏又累的窑厂工作，一干就是30多年，从未调动过，直到1980年退休。
四子陈鹤年在香港创办进步杂志
陈独秀的四子陈鹤年第一次到南京监狱去看父亲时，天真地提出要想办法帮助陈独秀越狱逃跑。陈独秀不但不赞成，反而将他骂了一顿，说他“胡闹”。
不过，骂归骂，陈独秀对儿子的这片孝心还是感到满意的。陈鹤年也没有因为挨骂而对父亲不满，以后仍经常去看父亲，并尽力帮助父亲。陈独秀在狱中写的《自撰辩诉状》，就是由陈鹤年拿到《民声报》去秘密印刷后，在社会上散发的。
陈鹤年在父亲的影响下，后来也走上了自立自强的道路。他于1934年考进了扬州中学高中班，未毕业又转到北平，进入北平致诚中学，在这里完成了高中学业。之后，他考进了北平法商学院。一二九运动之后，陈鹤年加入了“民先队”和中国共产党，经常到工农群众中去进行抗日宣传，是北平着名的学生领袖之一。卢沟桥事变后，陈鹤年留在北平，继续进行秘密斗争。1938年秋天，他的身份暴露，不得不立即转移。于是他经天津、上海去香港，想再从香港设法去延安。但是，离开北平后，陈鹤年就同党组织断了联系，而且以后再也没有接上，关系一断，要去延安就很困难了。在港期间，陈鹤年先后在香港《立报》、《时代评论》、《星岛日报》等报刊社工作过。后来，他自己创办了一个杂志，最初叫《少年文艺》，主要是通过讲故事的形式，宣传中国共产党领导的革命。这个杂志受到反共的港英当局的查禁，陈鹤年遂将刊名改为《新少年》，继续出版，名称虽变，宗旨未改。他办杂志，不是为了赚钱，而是为了对社会做出贡献，为了教育和培养青少年。为将杂志坚持办下去，他不但花费了大量的精力，还把自己收入的一大部分贴了进去。
女儿陈子美 定居加拿大
陈独秀的女儿陈子美，生于1912年。由于陈独秀投身革命，东奔西走，终日生活在动荡不定之中，陈子美的童年和少年时代饱受颠沛流离之苦。这种经历对她的成长产生了很大影响。陈子美的性格也像陈独秀一样倔强独立，敢作敢为。她在抗战爆发前学习过收发电报的技术，在杭州电信局工作过。抗日战争爆发后，陈子美和她的第一任丈夫失了业，在泰州、上海、南京之间靠“跑单帮”维持生活，还学习过妇产科的接生技术。上海解放后，她当上了里弄的“接生员”。第二次结婚后，又随丈夫由上海定居广州。在“文化大革命”中，陈子美受到残酷迫害，吃尽了苦头。她不甘屈辱，在忍无可忍的情况下，便同两个儿子一起由广州逃到香港，后来又去了加拿大定居。