大学毕业后，陈封怀先后在吴淞中国公学、沈阳文华中学教书，薪水虽然较高，但为了事业上的发展，一年后转入清华大学，任工资较低的助教，1931年又争取进入静生生物调查所工作，只领半薪，每月150元，前往河北以及黑龙江镜泊湖一带进行艰苦的野外调查和标本采集，为自己打下了扎实的植物分类学基础。1934年考取庚子赔款公费，赴英国爱丁堡皇家植物园留学，除了进行报春花科和菊科的深入研究外，还前往欧洲诸国考察植物园的建设与管理。1936年回国后，将毕生精力倾注于我国的植物园建设事业。
正当建园工作取得蓬勃发展之际，1938年日本侵略军突破长江天险——马塔要塞，继而占领九江，围困庐山。当时植物园其他领导人已先期下山，陈封怀仍坚守岗位，遣散员工，将贵重标本、图书寄存美国学校(当时日美尚未宣战)，直到敌人逼近山下，才与已有身孕的妻子仓皇从山南小路步行下山，经黄老门逃至南昌，再几经艰险，经湖南、贵州，随难民潮逃到昆明，在已撤退至昆明的静生生物调查所任研究员。
陈封怀处事很随和，没有架子，对一般问题很少坚持己见，但对一些原则问题又十分固执。临近新中国成立的前几年，全国学生运动风起云涌，南昌的中正大学也经常有学生上街游行示威。国民党政府慑于学运，决定将中正大学从市郊迁往偏僻的庐山南麓白鹿洞。当时陈封怀兼任中正大学教授，校长萧遽亦为清华大学校友，深知陈封怀的为人和品德，而且新校址又在庐山，因此决定将新校舍基建拨款汇入庐山植物园账户，并授权陈封怀管理。后来因为解放战争发展迅速，工程一直未能启动，而当时国民党经济已濒临崩溃，金圆券迅速大幅度贬值，人们争相抛售金圆券，抢购银圆、金条等硬通贷。眼看这笔基建巨款日日缩水，许多好心人都劝他把钱取出来，换成银圆，只要过几日，再把原数的金圆券存回去，从中即可大赚一笔，对个人、对植物园都有利，但陈封怀认为不可，一直坚持无校方通知，不可动用。当时无人理解，都说他太傻。新中国成立后，有关方面清査这笔款项，通知陈封怀下山交代问题。当时人们无不为他担心，恐他此去就回不来了。在南昌，办案人员无一相信他的陈述，认为在旧社会不可能有这样有钱不取的人，一定要他承认挪用公款和贪污。陈封怀一时气急，一拍桌子把一个印色盒砸烂了，气氛十分紧张。幸好此举惊动了军代表杜雷同志(后调任华南农学院党委书记)，吩咐暂不作结论，并派专人上庐山银行查账。结果事情很快得到澄清，这笔款项确实原封不动在账上，未曾动过，只是早已一文不值了。