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耿炳文的父亲耿君用跟随明太祖朱元璋渡长江，因战功累升至管军总管。至正十六年（1356年），增援宜兴，和张士诚的部队进行激烈争战，最后耿君用战死。耿君用死后，耿炳文承袭父职，率领着他父亲的军队。
至正十七年（1357年），耿炳文攻取广德，进攻长兴，打败张士诚的大将赵打虎，缴获战船三百余艘，生擒敌军守将李福安等人，攻克长兴。长兴地处太湖口，陆上通广德，与宣、歙等地接壤，是江、浙的门户。明太祖得到长兴，十分高兴，将长兴改名为长安州，并在此地设立永兴翼元帅府，任命耿炳文为总兵都元帅，刘成、李景元为副手，守卫长安州。
温祥卿足智多谋，因躲避战乱前来归附，耿炳文把他请入幕府，制订实施防御计划十分周密。张士诚的左丞潘元明、元帅严再兴率兵进犯长安州。耿炳文奋力反击，大败敌军。此后，张士诚再次派司徒李伯升率兵十万，分水陆向长安州杀来。当时城内只有守兵七千人，明太祖十分着急，连忙命令陈德、华高、费聚前来增援。谁知李伯升黑夜偷袭援军营寨，几位大将溃散。耿炳文固守城池，敌方攻击十分猛烈，耿炳文采用不同的方式加以防御。战争持续一个多月，在此期间，耿炳文一直不敢懈怠。常遇春再次率兵增援，李伯升弃营逃跑，耿炳文乘胜追击，追杀李伯升军队五千余人。
第二年，明太祖改永兴翼元帅府为永兴卫亲军指挥使司，任命耿炳文为永兴卫亲军指挥使。不久，张士诚出动大军，并派他的弟弟张士信来争夺永兴。耿炳文打败张士信，并俘虏敌军元帅宋兴祖。张士信大怒，大军围城。耿炳文和费聚迎战，又大败敌军。长兴是张士诚的必争之地，耿炳文在此坚守大概有十年之久，他以寡敌众，大小十几次战争，战无不胜，使得张士诚的目的不能得逞。大军征讨张士诚，耿炳文所部攻克湖州，围困平江。平定吴地后，耿炳文升任为大都督府佥事。
洪武元年（1368年），授镇国上将军兼右率府副使。耿炳文随大军征讨中原，攻克山东沂、峄等州，攻下汴梁，巡视河南，侍从明太祖北巡。又随常遇春攻占大同，攻克晋、冀。随大将军徐达征讨陕西，打败李思齐、张思道。洪武二年（1369年），镇守陕西，疏通泾阳洪渠十万余丈，给老百姓带来了很多好处。
洪武十四年（1381年），随大将军徐达出塞，在北黄河打败元朝平章乃儿不花，再次返回陕西。洪武十九年（1386年），随颍国公傅友德征讨云南，平定曲靖蛮。洪武二十一年（1388年），从永昌侯蓝玉北征，到达捕鱼儿海。
洪武二十四年（1391年），赐钞造第于凤阳，修葺先茔，追赠父亲耿君用侯爵。
洪武二十五年（1392年），耿炳文率兵平定陕西徽州妖人之乱。洪武三十年（1397年），任征西将军，擒获蜀寇高福兴，俘虏敌军三千人。洪武三十一年（1398年），镇守辽东。
起初，耿炳文守卫长兴，功劳最大，明太祖排列功臣，将耿炳文与大将军徐达列为一等。到洪武末年，诸公、侯皆已去世，幸存的只有耿炳文和郭英二人。耿炳文因是开国元勋，深受朝廷器重。
建文元年（1399年）七月，燕王朱棣起兵叛乱，建文帝朱允炆任命耿炳文为征虏大将军，统率副将军李坚、宁忠北伐。当时耿炳文已经六十五岁。率领号称三十万的大军，但实际上只有十三万人。八月初，部队到达真定，在滹沱河的南北两岸分营扎寨。都督徐凯驻扎在河间，潘忠、杨松驻军在莫州，先锋九千人驻扎在雄县。时值中秋，部队没有多少防备，遭到朱棣军的突然袭击，先锋九千人全部被杀。潘忠等率军来增援，过月漾桥时，遭到伏击，落入水中，潘忠、杨松都被俘。两位大将宁死不屈，最终被杀。于是莫州失守。而此时耿炳文的部将张保向朱棣投降，并向朱棣报告南岸部队的虚实情况。朱棣放张保回去，让他张扬雄县、莫州惨败的情景，并说北军将要到来。于是耿炳文转移部队，并且全部渡河，全力抗敌。待耿炳文军队转移之际，朱棣军突然来临，沿城攻击。耿炳文的部队不能成列，溃败入城。部队都拥挤在城门里，造成堵塞，自相践踏，被踩死的不可数计。
朱棣军将城紧紧围住，耿炳文尚有十万军队，坚守而不敢出来。朱棣知道耿炳文是一员老将，攻城不是件容易的事，过了三天，就自动撤兵。建文帝听说耿炳文失败，十分担心。采纳太常卿黄子澄的建议，以李文忠之子曹国公李景隆为大将军，乘坐驿车前来取代耿炳文。等他来到前线，朱棣的军队已于前一天撤离。耿炳文返回，李景隆代替他统率全军，最终导致失败。
另一种说法认为，耿炳文在真定战役中阵亡。
永乐二年（1404年），刑部尚书郑赐、都御史陈瑛弹劾耿炳文，说耿炳文的衣服、器皿上有龙凤的图饰，用红革呈做玉带，逾越制度，他的这些行为是大逆不道。一说，耿炳文十分害怕，于是自杀。耿炳文的三个儿子前军都督佥事耿璇、后军都督佥事耿瓛、尚宝司卿耿瑄，也都受到牵连被杀。
南明弘光元年（1645），追赠兴国公，谥号“武愍”。
耿炳文在朱元璋与张士诚势力的对抗中，夺取浙江重镇长兴，并屡次击败张士诚军的进攻，守卫此地近十年。为朱元璋击败张士诚立下很大功劳。
《明史》：“耿炳文守长兴，而吴人不得肆其志。缔造之基，其力为多。”
蔡东藩：“炳文系偏将才，非大帅才也，滹沱河一役，事事不出燕王所料，其才之劣，已可概见。然耿炳文败回真定，燕军攻城不下，三日即引还，意者其犹以炳文为宿将，未易攻取乎？”
耿君用，跟随朱元璋渡长江，因功累升至管军总管，后与张士诚军交战中战死。
有关耿炳文之死，史料中存在不同说法。
明史学者顾诚比较不同史料的描述及其可信度，尤其是依据其发现的《濠梁慎庵耿公墓田碑记》，认为耿炳文阵亡于真定之役的说法是可信的；至于《明实录》的记载，则属含混其词，以劾奏造成耿炳文活到朱棣登基之后的假象，实则对耿炳文在真定之役后到被弹劾前的行迹并无正面记载。顾诚还推测朱棣就该弹劾“命速改之”实际上是破坏耿氏墓地之意。
《明史·卷一百三十·列传第十八》
《罪惟录·列传第二十五》