欧阳毅出生于1910年，湖南省宜章县人。早年时期，欧阳毅主要在家乡一带读书，曾进入宜章初级中学学习，他天资聪颖，学习刻苦，而且广泛阅读各种进步书籍，逐渐成长为一名忧国忧民的进步青年。
1926年，国民党誓师北伐，国内革命形势高涨。当北伐军攻打欧阳毅的家乡时，欧阳毅积极组织同学与各界群众支援北伐军，为大革命浪潮的兴起贡献了一份力量。1927年，大革命失败后，欧阳毅加入了共青团，次年1月，他转为正式党员。
也是入党的这一年，欧阳毅随军上了井冈山，参加了井冈山根据地的建设。1929年年初，欧阳毅跟随红四军离开井冈山，转战赣南与闽西，参与了中央根据地的开辟与建设。期间，他陆续担任了红四军第十师教导大队、红五军团政治保卫分局局长等职务，逐渐成长为一名英勇善战的红军指战员。
1934年10月，第五次反“围剿”失败后，欧阳毅跟随中央红军的主力部队踏上了长征之路。长征期间，他所在的部队主要承担后卫任务，1935年6月，红一方面军与红四方面军会师之后，欧阳毅被调到左路军，此后他主要跟随红四方面军行动。因为张国焘的分裂主义，欧阳毅也被迫南下川康一带，三过雪山与草地，历经重重考验才取得了长征的胜利。
抗日战争全面爆发后，欧阳毅进入抗日军政大学学习，毕业后留校工作，担任了抗大总校秘书处处长。1939年，抗大总校奉命向晋东南抗日根据地转移，此后改编为八路军第五纵队，欧阳毅担任了第五纵队副参谋长一职。任职期间，他领导了晋东南敌后的反“扫荡”以及游击战，在整军、生产等方面做了大量卓有成效的工作，促进了抗日力量的发展壮大。
1941年之后，欧阳毅调回延安，担任了总政治部锄奸部副部长、晋绥联防军政治部保卫部部长，主要负责边区的政治保卫工作，在保卫边区、保卫毛主席、保卫后方等方面作出了重要的贡献，见证了抗日战争的胜利。
解放战争时期，欧阳毅主要以治病休养为主，身体好的时候，他也担任过社会部副部长，力所能及地为前线提供支援。新中国成立后，欧阳毅担任了公安部队政治部主任，1955年授衔时，他被授予中将军衔，成为开国中将。
在这之后，欧阳毅被调到炮兵，担任了炮兵副政委以及炮兵纪委书记等职务，在新中国的炮兵建设方面做了很多工作。1967年，欧阳毅被调到石油部，担任了军管会主任，不过，在那段特殊的历史时期中，他也不可避免地受到冲击，身心受到造反派的极大迫害。
受迫害期间，欧阳毅不仅被暂停了工作，而且还被隔离关押近5年时间。对欧阳毅来说，虽然身陷囹圄，但他始终保持着一个党员的铮铮铁骨与高风亮节，与造反派进行了不懈斗争，并始终拒绝造反派强加在自己身上的一切不实之词。
1975年，欧阳毅恢复工作，此后他官复原职，继续回到炮兵，担任了炮兵副政委。同时，欧阳毅也充分发挥自己的所学与经验，投身我军炮兵的正规化与现代化建设，并提出了很多可靠的建议。1988年，欧阳毅离职休养，晚年他主要生活在北京，于2005年因病去世，享年95岁。
