光绪二十年（1894），甲午战争惨败，遂萌发反清革命之志。二十八年东渡日本，入成诚学校学陆军。翌年回国，赴浙东各地联络会党。

1904年1月回国，在浙江从事革命活动。同年10月与龚宝铨，蔡元培，章太炎等在上海组织光复会，推蔡元培为会长。

1907年1月 ，陶成章在日本东京参加中国同盟会，任浙江分会会长。

1908年回国，任教芜湖中学，联络皖浙起义，事败避走日本。并曾去缅甸担任《光华日报》主笔。陶成章性情偏狭，不能容人。为了向南洋华侨募捐，请孙中山作函介绍。孙没有同意。他就要求同盟会总会免去孙中山的总理职务 ，但没有成功 。

1910年2月（宣统二年一月），光复会在日本重建，陶为副会长。会员大抵是同盟会中对孙中山不满的人。这时，陶的政治主张是“专主个人运动”，特别是从事暗杀活动。

宣统三年（1911），武昌起义，杭州光复，被举为浙江军政府总参议，参与江浙联军攻克南京之役。

民国元年（1912），被陈其美派人暗杀于上海广慈医院。生平著作有《陶成章集》行世。