1938年6月，国民党军队在长江南岸成立第九战区，由陈诚任司令长官，指挥武汉以东江南防务。在第九战区作战的第二兵团司令官张发奎，调集国民党第七十军李觉的部队进入九江，修筑工事，参加武汉保卫战。

李觉部参加上海保卫战时，军队损失大半。上海失陷以后退驻浙江东阳市一带补训，蒋介石便将驻扎在东阳市附近陈良壁所在的一二八师划归李觉指挥。李觉率军集结浙江金华，然后坐车去湖北参加武汉保卫战。7月，七十军迸驻九江，李觉令一二八师在九江东西两侧布防。

7月下旬，日军中支派遣军总司令炯俊六所部一○六师，凭借海空优势，攻陷湖口，狂轰滥炸九江及鄱阳湖沿岸地区，掩护左路先头部队波田支队在蛟塘登陆，赣北集团军总司令张发奎令李觉的一部分部队赶赴庐山以北马祖山占领阵地，阻击登陆敌人，掩护主力部队转移。李觉让一二八师仍留守九江，陈良壁和战友们一起在九江坚守阵地，坚持战斗七天七夜，一直到主力部队安全转移后，他们才撤出战斗。7月22日，九江失陷。紧接着日军以五个师团兵力分两路，夹大江南岸向西展开猛烈攻击，一二八师随张发奎第二兵团作战。8月10日，第二兵团所部在瑞昌东北一线与登陆的左路日军波田支队激战两星期。后来，日军以数十架飞机配合主力第九、第二十七师团，分三路合击瑞昌，并施放毒气，使守军伤亡惨重，瑞昌失陷。

瑞昌失守后，日军占据有利地形，北可攻击江防要塞马头镇；西可出阳新，可越幕阜山而踏上武汉平原；南下武宁，可迂回德安。张发奎鉴于这种恶劣形势，就督饬第二兵团利用瑞昌的幕阜山山脉及沿江要塞占领纵深阵地，与沿瑞昌至阳新及阳新至大冶公路的日军展开激战。在将近一个月的时间里，日军平均每日仅能推进二三公里。一次，陈良壁营受命在横港阻击，他巧妙地将部队隐蔽在一片竹林里，日军通过时，给予了重大杀伤。为打开通路，日军用大炮狂轰烂炸后，在密集的火力掩护下发起冲锋。陈良壁和全营士兵，凭借有利地形，勇猛地进行反击。他端着一挺机枪横扫敌寇时，敌人的子弹打中了他的腿部，他没有丝毫畏缩，从一个土坎上滚下去，裹好伤口继续战斗，坚守阵地一个昼夜。等战斗结束，他才撤出阵地。不久，武汉失守。

第九战区的后防设在陕西。陈良壁在阻击敌人沿江西进途中受伤后，一二八师送他到西安去养伤。伤好后，他重返前线，升任第一团副团长兼第一营营长，驻守在长江边上的湖北省洪湖县，阻击日军。

1940年4月，日军发动了“枣（阳）宜（昌）会战”，这次战役是武汉失陷后，日军在长江流域进行的又一次大战役。日军从湖北，赣北抽调第六师团及第四十四师团各一部，连同原驻鄂北之第三、第十三、第四十师团，另附特种部队参加。与敌对峙的中国军队主要为第五战区所属部队，后期还增调九战区部队参战，动用了7个集团军及10个军，合计96个师的兵力。“枣宜会战”开始后，日军总指挥冈村宁次指挥敌军从信阳、随县、钟祥及沔阳等地向枣阳、宜昌等襄东大举进攻。

1940年5月1日，陈良壁带领一个连在湖北省洪湖县峰口镇的陶家坝修筑工事时，突然遭到数倍日军的包围。陈良壁和全体士兵，奋起反击。日军凭借优势装备，向中国军队阵地炮火交加，轮番冲杀。陈良壁指挥士兵英勇杀敌，他的头部、臂膀及腹部等多处受伤。但他镇定自若，仍然沉着指挥。当敌人强攻要冲上他们坚守的阵地的时候，陈良壁让护兵曹义蹲下作为依托，亲持机枪猛烈扫射，打退敌人的猖狂进攻。从早晨八九点开始与日军作战，到下午3时左右，陈良壁指挥士兵在陶家坝阵地打死日军120多人。在子弹将要打完的最后两个小时，陈良壁一面掩护曹义退下火线，回营报讯，一面勉励士兵与阵地共存亡，以身保国。最后子弹打光了，日军冲进了阵地，当敌人狼嚎鬼叫般逼近时，陈良壁毅然拔枪自杀，壮烈殉国。时年仅34岁。

陈良壁牺牲后的第14天，峰口镇重新收复。为了慰籍烈士，一二八师旅长王劲哉派人去陶家坝查找到了陈良壁烈士的遗骸，在峰口陵园安葬。