延年少年时代就有铲除社会不平，改变旧社会，追求新思想的抱负。但在当时中外各种复杂思潮影响下，延年因为能阅读法文原著，曾一度信仰巴枯宁、克鲁泡特金的无政府主义。还因为陈独秀不顾凡俗，对旧式包办婚姻不满，竟与姨妹意气相投，终于同居结婚，延年站在生母一边，对乃父缺乏联系和感情，所以陈独秀早期传播马克思主义对他们兄弟并无直接影响。陈延年兄弟放弃无政府主义转而笃信马克思主义是在赴法勤工俭学之后。1922年6月，他旅法少年共产党旅欧支部第一次代表大会上，陈延年与赵世炎、周恩来等同被选为委员；九、十月间又由胡志明介绍与王若飞等参加了法国共产党；后来回国在上海、广州，他是与赵世炎、周恩来齐名的革命家。
1923年，由于国内革命形势发展的需要，中央派遣延年、乔年兄弟同赵世炎等人从法国赴莫斯科东方大学学习。1924年，与孙中山先生领导的国民党合作，陈延年等奉命回国往上海党中央报到，随即要派往广东工作。他最初以社会主义青年团中央驻粤特派员身份开展工作；同年调任两广区委秘书、组织部长兼宣传部长，协助两广区委委员周恩来工作。1925年春，周率部东征，两广区委委员长改为书记，由陈延年接替。当时两广区委工作范围包括广东、广西、闽南、云南和南洋一带，是当时最大也是最重要的地方党委。陈延年在此期间，全力、热忱、主动开展工作，充分发挥了党的组织家、宣传家的杰出才华。
由于像骆驼一样工作，延年被称为革命的“苦行僧”
还有几件事可以充分表现陈延年的为人和风格。陈延年夜以继日，像周恩来一生那样不知疲倦地工作。他除了规划、部署、处理党的组织建设工作，到各处作政治报告、工作报告和经常著文刊出之外，还深入工人群众。为了把人力车工人争取、团结、组织起来，他不但到这些穷苦劳动者家庭探访，还向他们学习锻炼拉人力车。由于他的身体健壮，干劲十足，他代年老病弱的车夫出车赚回的钱全部交给车夫。因此他在人力车夫中享有很高的威信，都把他当作自己人，称呼他为“老陈”。人力车工会很快组织起来，发展了党员，在革命斗争中发挥了很多作用。香港有的商报刊文讥笑共产党的高官竟为人拉人力车，延年一笑置之。
陈延年这时在广州全面推动工人运动，并对农民运动倾注了极大的关注，还对党的建设、组织武装，作出了杰出的贡献。他开办了团训班、党校、工人讲习班、并到农民讲习所亲自授课，讲得生动、系统，并有鼓动性。他写文章更是驾轻就熟、才华横溢。
当时两广区委和陈延年分派许多重要党员干部到各条战线开展工作。例如最初分派恽代英、聂荣臻、萧楚女、熊雄等到黄埔军校工作，后又决定周恩来、李富春、林伯渠、夏曦等到各军任党代表、政治部主任，建立特别支部。还分派许多党员干部开展工人运动，农民运动、武装斗争。
鲁迅到广州中山大学任教，延年问题当地党的主要领导者敏锐地捕捉到这一讯息。分派共产党员、学委副书记、学会生主席毕磊与鲁迅取得联系，做他的工作。并亲自与鲁迅会面，作了长时恳谈。这是鲁迅最早与共产党建立联系的一段佳话，其历史意义是不言而喻的。
陈延年面对广州复杂尖锐、瞬息变化的政治形势，经常与周恩来等商议、思考、筹划、处理问题；与孙中山、鲍罗庭、廖仲凯、何香凝、邓演达、柳亚子和各界其他的知名人士打交道；与国民党右派和已经冒头的蒋介石阴谋作斗争。他十分坚定、机警，对于党内从共产国际传达下来的退让、妥协、右倾做法，敏锐地察觉，明确地抵制，并对乃父当面表示不满，进行争论。陈延年针对廖仲凯被刺之后
