清朝官员大多都有组织团练武装，镇压农民起义的经历，曾国藩如此，李鸿章如此，陈兰彬也不例外。19世纪60年代初，陈兰彬曾在家乡举办团练，对抗太平军及其他农民起义武装；也曾配合清军，主动献计献策，攻下陈金缸部队盘踞的广东信宜等地。从此，他的知名度开始扩大，除了人们所知他是“文人进士”外，他的“军事才能”，起码在广东一带为人所知晓。也因为如此，他受到朝廷的奖赏，封他“四品衔，赏花翎” 清史编委会：《清代人物传稿》下编，第5卷，北京：中华书局1989年版，第19-20页。的官衔。
咸丰十年（1860），陈兰彬因母病请假还乡，直到同治二年（1863）在家服丧。在家乡期间，陈兰彬应邀赴高州高文书院讲学，并与名儒杨颐倡议捐资重建高文书院。正是此时，响应太平军起义的陈金缸，率领农民起义军占领广西岑溪，继而攻克广东信宜，又准备进攻高州城。陈兰彬投入精力，在家乡组织乡团乡勇对抗起义军，又配合提督崑寿的政府武装共同镇压起义，前后达三年之久。朱祖谋曾叙述陈兰彬的这段经历：“丁母忧回籍，主讲高文书院。发逆陈金缸窜岑溪，陷信宜，窥袭郡城，公侦知其谋，驰书大府乞援，自率诸生，练乡兵，设方略，与贼支持者三载。同治二年（1863），提督崑寿军至高州，用公计，招戎首杀金缸自赎，郡赖以安，叙功加四品衔，赏花翎，旋遭赠公之丧，服阕入都，补原官。”朱祖谋：《总理各国事务大臣都察院左副都御史兼署礼部左侍郎陈公神道碑》，见《清代碑传全集》下册，第1720页。
咸丰四年（1854），广东爆发了天地会“洪兵”起义。这次起义发难于广州地区，迅速遍及全省。不久，西至广西梧州，北至广东韶关，东至潮州、惠州，南至高州、廉江。各地起义军均打红旗，裹红巾，蓄发易服，自称“洪兵”。咸丰五年（1855）初，“洪兵”的近城攻战渐次失利，退向远郊。陈金缸率洪兵，从北进途中，回师至粤、桂交界地区，建立政权，颁号“大洪”，陈金缸称“南兴王”。据《茂名县志》记载，“陈金缸者，广州三水人，著名悍贼也，素业箍桶。咸丰四年五月，红巾盗起，金缸啸聚三水、英德、清远间，与其党郑金、刘超、麦贤等数万人陷开建及怀集、贺县，踞之，僭伪号，逼民蓄发，四出攻剽。十年，由岑溪至水汶，信宜李可钟勾串入境”。广东省文史研究馆，中山大学历史系合编：《广东洪兵起义史料》下册，广州：广东人民出版社1996年版，第1661页。杨钟羲在《雪桥诗话续集》中也记述：“咸丰十年（1860），经官军击走，复由浔梧窜陷信宜县城，扰及罗定，高廉各州郡。同治二年（1863）特命提督崑寿督师高州，申明约束不十旬而克之。”杨钟羲：《雪桥诗话续集》，民国求恕斋丛书本，第381页。
陈坤的《粤东剿匪纪略》记述陈金缸起义的经过。咸丰八年四月（1858年5月）开始，陈金缸率领四五千人由广东怀集进入连州，后攻陷连州城。接着，陈金缸率军“攻阳山之杜步，英德之水西一带，绵亘数十里”。［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，同治十年（1871）刻本，第38-41页。咸丰九年（1859）底，陈金缸队伍万余人迫近广东怀集县城，清政府调派方耀率清军对付。方耀，字照轩，广东普宁人，咸丰初随其父原治乡团，后投官军，因镇压起义军立功受奖。“总督黄宗汉疏荐谋勇冠军，叙都司赐号，展勇巴图鲁。”赵尔巽：《清史稿》，第4801页。当时是连阳营都司的方耀带兵到怀集，击退洪兵。城围解后，洪兵回贺县或散处于怀集、开建、广宁各乡村。
咸丰十年（1860）初，陈金缸军突奔广东的广宁、四会二县，又至高要县境，扰及清远县、四会县城，困攻甚急，方耀一军由清远太平市进韶州府。［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，第47页。四五月间，清政府派卓兴分兵六队埋伏，“伏勇枪炮并施扒船，亦开大炮”，击毙洪兵千余人，淹毙数百。接着，卓兴又分军十队设伏，而陈金缸军遍野而来，卓兴从海上进攻，烧毁城堡百余座，踏平炮台八座，并追至四会县城外，四会县城随即解围。［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，第48页。九月，清军进剿广西梧州，陈金缸数万人，清军只有数千人，无法攻占。年底，陈金缸被官军在梧州剿败，转移到岑溪县赤水墟，是处迫近广东信宜。［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，第51-52页。
咸丰十一年（1861）初，陈金缸率部自广西岑溪进入广东信宜境，到达水汶，信宜县城大震。当攻陷信宜后，七月，陈金缸以信宜为据点，分派郑金、刘超于大井、石骨两处扎营以抗清军。清军潘其泰、方耀分攻石骨、大井。［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，第56页。劳崇光派参将方耀、卓兴等分路进剿。由于营中疫病盛行，卓兴一军溃于车田。被劳崇光奏称为“粤东百战健将”王先谦：《东华续录》（同治朝），清刻本，第773-774页。的卓兴、方耀亦有败绩，其余将士不得力则可概见。在这种情况下，刘长佑接受任务被派往高州等处筹划军务，即镇压洪兵。刘长佑原为广西布政使，后以追击石达开、镇压大成国和广西其他天地会起义军有功，擢升广西巡抚，又简任两广总督。刘长佑接受到高州处理军务后，一面向朝廷汇报，虽然清军频频出击，但洪兵仍然坚守信宜，并向附近各乡进犯；一面要求卓兴、方耀等激励士卒，设法进攻陈金缸信宜老巢，又飞调守备侯勉忠所部速由西宁驰赴信宜，捣其后路，使陈金缸部队腹背受敌，聚而歼之。王先谦：《东华续录》（同治朝），第839页。
正当陈金缸率领的洪兵以高州府的信宜为据点，“盘踞千有余里，纵横跳荡”时，陈兰彬一面在高州的高文书院讲学，一面组织团练，督练乡兵。信宜一带已与洪兵相持达一年，上下惊慌，抵抗不力，《信宜县志》记载了当时的状况：“师劳饷殚，早成弩末，骤闻寇至，人心震惊。局绅知事不可为，请县乞师救援，并照章复捐经费。而省师不至，呼吁徒劳，富室皆空，输将难继，寇未入境，而大势已岌岌矣。”广东省文史研究馆，中山大学历史系合编：《广东洪兵起义史料》下册，第1651页。后来任高州府知府的杨霁也说，高州府“自道光之末，小丑芽蘖，咸丰间连年防剿，民劳财殚矣。迨陈逆入境，信城不守，蹂躏遍四五县，而草草了局”。［清］杨霁修，陈兰彬等纂：《高州府志》，第9页。后来任广东巡抚的郭嵩焘也看到“广东军务，以高州信宜为最巨”，陈金缸影响之处甚广，而当地“吏治之坏乱实深”，当务之急是整顿军务。但高、廉、雷、琼四府，属广东西南边地，起义军所到之处，“四府陆路文报遂致阻隔”，广东省文史研究馆，中山大学历史系合编：《广东洪兵起义史料》上册，第600-602页。这是当时清军的困难处境。是年冬，有人密报在高文书院掌教的陈兰彬，说洪兵已在水汶，来春必图高州。陈兰彬飞函广东藩司伊霖告急。伊霖禀调潘其泰带领约一千名兵赶赴高州。在潘其泰部队还未到达之前，曾是潘其泰下属的陆龙芝带领二三十人到达高州，在当地举人和知府的支持下，招募兵勇百名，屡败洪兵。
陈金缸以信宜为根据地，积极向四方扩展，势力所到，包括高州、廉州及罗定州所属的信宜、罗定、阳江、阳春、茂名、化州、电白、吴川、石城和广西的容县、岑溪等州县的广大地区。由于“高州勇粮积欠至数十万，兵力难支”，刘长佑“迅将高州等处军务妥为筹划”，由卓兴“招募精壮，裁汰伤病，重整军威”，再度进攻陈金缸主力。广东省文史研究馆，中山大学历史系合编：《广东洪兵起义史料》中册，第1217页。同治元年二月（1862年3月），清政府以方耀、卓兴二人统兵围剿陈金缸军，但连吃败仗。不久，陈金缸军分兵进入电白、阳江、阳春等县。年底，据守信宜的洪兵六七千人往化州并入宝墟。同治二年（1863）初，陈金缸分党扰窜东路，卓兴督领大队由石狗深入石骨，方耀统所部直迫南山攻平附近，郑金率数千人由信宜入电白骚扰及阳江阳春。［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，第58-61页。当时一些官员的奏折中也提及广东高州府军情告急，说：“广东信宜县城被匪陈金缸占踞已阅三年之久，复有那旦匪党李四等纠众万余，与信宜窜出匪股围攻八甲地方，直扑阳春县城，其新宁县之广海寨及阳江电白等处，均有匪扰，而陈金缸一股尤为巨憝，见已蔓延高属几遍，与粤西浔郁所属之岑溪、容县诸匪相连，尤须早为设法剿办。”王先谦：《东华续录》（同治朝），第1054页。
清朝军队在镇压“洪兵”起义中屡屡失败后，于是调兵遣将，加强实力准备一举歼灭陈金缸部队。鉴于此，清政府派“人甚正派，办事和平”的广东提督崑寿前往高州，“统一事权”。广东省文史研究馆，中山大学历史系合编：《广东洪兵起义史料》中册，第1228-1230页。同治二年五月十三日（1863年6月28日）提督崑寿到达高州，筹划攻下陈金缸据点——信宜。崑寿“同吴川在籍主事陈兰彬诣营视师，面授机宜，谕令卓兴、方耀夹攻，扫穴禽渠，克期告捷”。崑寿派参将廉明一军，与卓兴、方耀两军三路并进，约期会攻。但陈金缸占踞信宜三年，聚逾十万，而卓兴部队六千余人驻扎安良堡，方耀部队六千余人，扎在蓝田，陈金缸兵据守信宜，坚壁不出。经过多次军事对垒，各有损伤，陈金缸又退回据点不出。八月，陈金缸率部在馒头岭分筑四营。卓、方二军同时并进南山、白花塘，官军先毁馒头岭四营，酣战间，郑金率三四千人驰至，与卓、方两军发生战斗。“是夜南山火起，该匪焚巢宵遁兵勇分队截追白花塘及附近各巢，同时放火光焰烛天，各匪越窜追杀四十余里，南山、白花塘荡平，卓、方两营进扎大沙坡横冈一带。”［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，第62页。九月初一日（10月1日），信宜之大井、青垌出迎官军。由于信宜据点坚固，官军仍然无法攻下。
在外攻难以得手的情况下，陈兰彬建议采取里应外合，内外夹攻，一举歼灭洪兵的策略。具体的办法是，在洪兵据点内有富裕人家李安、余巧珍，两人愿意投靠官军，作为内应，帮助官军收复失地。在李安帮助下，官军克复嵩陂；在余巧珍的帮助下，又收复石骨、龙头垌。清军乘胜又收复附近的失地。《高州府志》对清军与陈金缸军最后一战有详细的记载。同治二年（1863）七月，“提督崑寿到郡”。九月，“初一日，有崇坡、石骨贼巢内，茂名殷户李安、余巧珍被胁陷贼，愿为内应。主事陈兰彬等允之，遣陆能富如密约，破崇坡贼巢。初五日，督带李安等至石骨，余巧珍开栅，复石骨”。“初八日，郑金诱杀金缸，函其首，遣陈瑞焘同伪都督蔡坤驰赴方耀营纳款”，“陈金缸以降官军，收复信宜，陈逆平”。“十五日，方勋率勇七百，偕代理知县陈廷耀至，金率众献城降”，“余党散去”。［清］杨霁修，陈兰彬等纂：《高州府志》，第768页。
经过血战，陈金缸之“精锐尽失”，又退回信宜。九月七日（10月19日），陈金缸的部将郑金、刘超“在信宜杀死伪南兴王陈金缸，割取首级玉玺，并杀眷属亲信匪党二百余人，薙发归顺献信宜城池”。［清］陈坤：《粤东剿匪纪略》，第63页。对于郑金、刘超献城投降清军之举，朝廷有点半信半疑，当即批示：“以官军尚未入城，崑寿所部各军未可据撤，郑金、刘超在贼中内讧，将陈金缸杀毙献城归正，是否结实可靠，令该督抚等妥筹办理，不可大意。”朝廷担心的是，郑金、刘超是陈金缸的部下“著名爪牙”，此事是“内讧自相残杀”之举，是“投诚”还是“阴蓄异谋”，还不得而知，要谨慎行事。责令毛鸿宾、郭嵩焘、崑寿“仍当乘军情得手之际，慑以兵威，剿抚兼施”。王先谦：《东华续录》（同治朝），第1278页。十五日（10月27日）郑金等献信宜县城，大井东岸的洪兵也纷纷投诚。郑金改名郑绍忠，刘超改名刘维义。据《清穆宗同治实录》记载：“郑金、刘超密约在信宜举事，将逆首陈金缸并其眷属信党与二百余人杀尽，情愿薙发归顺，献回信城，办理尚为得手。”《清穆宗同治实录》卷82，第10-12页；见《广东洪兵起义史料》中册，第1239页。陈金缸起义就此宣布失败。
陈兰彬在《重次千字文》中叙述这段经历：
殊丁内戚，退隐家园，寓郡养亲，阶环俊士，四箴两铭，寒暑乐此。发盗扇祸，号云金缸，任侠潜结，伤践高凉，县邑悚惶，孤寡悲吊，深严画惊，空庭夜跃，楹倾发宇，碑毁伐村，穑夫纺妾，实感饥荒，粮阙兵疲，武弁甘辱，秉节设施，谁其方叔，因竭緜力，斩捕并招，凋彼伏莽，剪落枝条（咸丰十一年二月发贼陈金缸由湖南、广西突踞高州往宜城，同治二年九月光复。四年六月罗定岑容土匪皆平）。
将父礼终，侍御举养，骧首宫门，敢忌世宙，靡怀陛陟，默谢宠荣，位卑禄薄，漠弗载营，速道合州，岳钟二相，伊傅转房，卿尹宗仰，诛已灭叛，草野大绥，爵封傅嫡，庆典诚宜，指愿平羌，史有左伯，辽杳昆明，假寐即席，蒸黎宁定，戎政益修，训稽能迩，虑切宣猷，掺干钓衡，求瑞抽要，策似烦难，劳皆勉劭。《晚清洋务运动事类汇钞》上册，第69-70页。
陈兰彬举办团练，出谋助清兵剿灭洪兵起义，从清廷来看，陈兰彬的助剿稳定了清廷在粤西的统治，是一个“有功”举动；从反清的农民起义军看来，陈兰彬是一位镇压农民起义起家的伪“君子”。陈兰彬在家乡办团练对付农民起义，说明他是一位忠于清廷的士大夫，他代表着朝廷和乡间士绅的利益。
§§第二章入幕府办洋务
陈兰彬在走向美国之前，已经涉足洋务活动。由于他生长在最早对外开放的口岸——广东，对外来事物的了解并不陌生，咸丰八年（1858），以刑部主事经两广总督黄宗汉奏调，回广东办理外务，与列强交涉，“抗刚怀柔，遐迩咸服”，这是他涉足对外交涉之始。随后，陈兰彬又成为曾国藩幕府的幕僚，办理文案、赈灾治水、协助曾国藩处理天津教案。接着，又随曾国藩回江南，在江南制造局任主办，办理制造船炮事宜，又筹划“长驾远驭之策”，以及办理采购外国先进机器等事务，陈兰彬也因此对洋务从认识到熟悉，并积累了一定的经验。办洋务这段经历，为他日后走向世界，活跃在国际舞台，承办晚清的留学教育以及对外交涉，产生了重要的作用。