陈虬的政治思想非常特出。当时瑞安有很多退职官僚和士绅，以其政治上和学术上的声望形成了强大的地方势力。陈虬和许启畴、金鸣昌、陈黻宸等人却组织“求志社”，以布衣党自命，和他们抗衡。1872年，陈虬和许启畴等深感瑞安僻处“浙江尽头”，“苦无书读”，倡议合资聚书，创建心兰书社，开全国公共图书馆的先河。陈虬曾试图通过宗族的血缘关系来缓和社会矛盾，病中口授《治平三议》《宗法议》《封建议》和《大一统议》，由兄弟加以笔录。以后，广泛阅读西欧新书译本，认识有所转变。光绪十六年（1890），赴京会试，归途向山东巡抚张曜提出八条条陈，第一条“创设议院以通下情”，是我国近年最早提出采用西方资产阶级议会制度的倡议。1891年，著就《治平通议》（包括《治平礼仪》《经世博议》《救世要议》），并在1893年出版。他在《经世博议》中说，“欲图自强，首在变法”。变法的内容涉及政治、文化和经济。政治上从改革官制入手，并主张“县各设议院，大事集议而行”；在文化上从改革科举入手，主张“今所习非所用，宜一切罢去”，改设“艺学科”、“西学科”、“国学科”、“史学科”、“古学科”；经济上，主张裕财用、兴制造、奖工商、讲懋迁、开新埠和抚华商。军事上主张变营务、设经略、制兵船、改炮台、编渔团。还有“保民”、“治河”、“筹海”、“筹边”诸篇，是一份较为完整的改革方案。他在《救世要议》中有发展经济的富策第十二条。他还建议设立出口土产公司，“愿入股者，先将货物按时酌值，计数给与股票”，待出口销售后，“所赢得钱若干，照数派还”。并以此垄断市场，“如再有走私者到此，公司先行贬值以窘之，当无有再不入股者矣”。这种设想，已是资本主义的经营方式了。该书一出，受到社会各界充分重视，湖广总督张之洞十分赞赏，梁启超把它列入《西学书目表》，宋恕则写文加以评论，到解放后仍被选录到《中国近代史资料丛刊·戊戌变法》之中。1895年，陈虬与陈黻宸一起上京会试全力参与“公车上书”活动，是这次活动的中坚人物之一。康有为对他很器重。1898年在北京参加京城“保国会”，与蔡元培等在京筹立“保浙会”。戊戌变法失败后曾被清廷通缉。这一系列的爱国行动，表明他曾经站在戊戌变法的前列，在救国强国的神圣事业中做出了可贵的贡献。