陈登就任广陵太守后，移治于射阳县（治今江苏省宝应县）。他明赏罚，重威治，使广陵松弛的吏治为之一振。为了筹划一支精兵策应曹操，他恩威并济，成功化解薛州武装，转为己用。同时，陈登很注意安抚民众，发展生产，不到一年，便使广陵呈现出欣欣向荣的气象。百姓深服陈登之治政，对他既敬畏又拥戴，在当地树立起崇高的威望。

建安三年（198年）冬，曹操挥军东出，进剿吕布。陈登事先获知消息，由广陵出发，亲率精兵为曹操先驱，围吕布于下邳城。吕布以陈登三位弟弟作人质求和，为陈登所拒绝，反而包围下邳城得更加紧迫。吕布的刺奸张弘，害怕被连累，趁夜将陈登三弟放出回到陈登身边。吕布伏诛后，陈登因特殊功勋进封伏波将军，仍为广陵太守，甚得江、淮间民心，于是有吞灭江南之志。

后来，孙策派孙权领兵跨江进攻陈登所守匡琦城（当在汉射阳县附近）。敌军十倍于陈登守军，陈登镇静自若，命将士们严阵以待。为迷惑敌人，陈登下令紧闭城门，偃旗息鼓，示弱于敌。陈登登上城楼，仔细观察敌军，认为可以出击，突然打开城门，将士们如下山猛虎，奋勇杀出，向敌阵冲去。孙权军猝不及防，被陈登军冲乱，溃不成军，失去指挥。陈登亲自擂鼓，将士奋勇冲杀，吴兵登船不及，被杀死淹死者不计其数，大败而回。陈登取得全面胜利。不久孙权军卷土重来，再次进攻陈登所在的匡琦城。陈登一面派功曹陈矫向曹操告急，一面做好应敌准备。他暗中命人在救兵来援的必经之地聚积柴草，隔十步一堆，纵横成行，布列整齐，然后乘夜点燃，光照远近。孙权军发现后，误以为救军已到，十分惊恐。陈登见时机已到，亲率大军出击，一举击溃孙权。

孙策先前西征，陈登曾暗地里派遣使者，把印绶授予严白虎的余党，企图让这些人在后方谋害他，来报当初陈瑀偷袭孙策未果反而被击败的耻辱。孙策之前派遣孙权领兵攻打陈登于匡奇，孙权被打败。所以孙策西征得胜回军后，亲自讨伐陈登，孙策还未行至广陵与陈登军队对垒，率军行到吴郡丹徒（今江苏省镇江市）时，大军需要等待粮草运输过来。孙策生性喜欢打猎，等粮草的这段时间多次外出打猎，建安五年四月四日（200年5月5日），打猎时被刺客袭击身亡。

陈登在广陵多年，治政有方，民赖其利，百姓对他感恩戴德。陈登转任东城太守。

（注：《三国志·吕布传》注引《先贤行状》谓陈登迁“东城太守”，赵一清以汉朝只有“东城县”，无“东城郡”，认为这是“东郡”之误。沈家本也赞同赵一清的说法。钱仪吉则认为此是东城县改为郡的证据。谢钟英认为东城在汉末升为郡，到三国时被废。）

临行时，广陵郡吏民扶老携幼，要随陈登一起北迁。陈登十分感动，耐心地劝说他们回去：“我在广陵任太守，吴寇频频来犯，总算勉强打跑了他们。我走后，你们不用担心，肯定会有更好的太守来治理广陵的。”百姓们终于被陈登说服，不再坚持。陈登与广陵百姓建立的鱼水深情，令人感叹。

陈登任广陵太守时，曾患病，胸口烦闷，脸色发红，吃不下饭。神医华佗为他把脉，说：“府君的胃里有几升虫子，快要结成肿毒，这是食用腥物导致的。”随即煎好两升汤药，陈登先服用一升，不久后又把剩下的一升喝掉。过了一会儿，陈登吐出三升多的虫子，那些虫子头部赤红，还在活动，躯体有半截是生鱼，陈登的病也好了。华佗说：“此病三期后还会发作，遇到良医才能解救。”后来陈登果然再次发病，而华佗不在，无人可治，因此病死，时年三十九岁。

陈登死后，曹操每每临长江而叹，悔恨不早用陈登的计策，以使孙氏在江南壮大。魏文帝曹丕在位时，追念陈登的功劳，拜其子陈肃为郎中。

《全后汉文》载陈登作《遣诣袁绍告迎刘备为徐州牧》。

早年陈矫为了避乱，曾在江东一带居住，当时孙策和袁术都曾礼聘过陈矫，但陈矫都不应命出仕，更决定回到故乡广陵郡居住。广陵太守陈登邀请陈矫出任郡功曹，并吩咐陈矫到许县去，他指出：“许都一带的文士有一些议论，似乎对我的评价并不甚好，请你到许都走一趟，为我听听消息，再回来告诉我。”陈矫应命往复一遭后，回来跟陈登说：“听到附近的言论，都认为您为人颇骄傲自大。”

陈登便说：“说到家门严谨，德行俱全者，我最敬重陈元方两兄弟（陈群的父叔）；说到德行清高，如玉般洁白者，我最敬重华子鱼；说到正直有义，嫉恶如仇者，我最敬重赵元达（赵昱）；说到博闻强记，才华横逸者，我最敬重孔文举；说到英雄杰出，有王霸之略者，我最敬重刘玄德。我如此尊敬他人，又怎会是一个骄傲的人呢？只是其他人太过庸碌，不值一谈而已。”

刘备、许汜与刘表在一起共论天下之士。谈到陈登时，许汜不以为然地说：“陈元龙乃湖海之士，骄狂之气至今犹在。”刘备虽然对陈登十分熟悉，但他没有立即反驳许汜，转而问刘表：“您觉得许君所言对不对？”刘表说：“如果说不对，但许君是个好人，不会随便说别人假话的；要说对，陈元龙又盛名满天下！”

刘备问许汜：“您认为陈元龙骄狂，有什么根据吗？”许汜说：“我过去因世道动荡而路过下邳，见过陈元龙。当时他毫无客主之礼，很久也不搭理我，自顾自地上大床高卧，而让客人们坐在下床。”刘备应声道：“您素有国士之风。现在天下大乱，帝王流离失所。元龙希望您忧国忘家，有匡扶汉室之志。可是您却向元龙提出田宅屋舍的要求，言谈也没有什么新意，这当然是元龙所讨厌的，又有什么理由要求元龙和您说话？假如当时是我，我肯定会上百尺高楼上去高卧，而让你们睡在地下，哪里只有区区上下床的区别呢？”刘表听了，放声大笑。刘备深情地说：“像元龙这样文武足备、胆志超群的俊杰，只能在古代寻求。当今芸芸众生，恐怕很难有人及其项背了。”

许汜：“陈元龙湖海之士，豪气不除。”

刘表：“欲言非，此君为善士，不宜虚言；欲言是，元龙名重天下。”

刘备：“若元龙文武胆志，当求之于古耳，造次难得比也。”

谢承：“学通今古，处身循礼，非法不行，性兼文武，有雄姿异略。”

《先贤行状》：①“登忠亮高爽，沈深有大略，少有扶世济民之志。博览载籍，雅有文艺，旧典文章，莫不贯综。年二十五，举孝廉，除东阳长，养耆育孤，视民如伤。”②“登在广陵，明审赏罚，威信宣布。海贼薛州之群万有馀户，束手归命。未及期年，功化以就，百姓畏而爱之。”③“广陵吏民佩其恩德，共拔郡随登，老弱襁负而追之。”

陈寿：“陈登、臧洪并有雄气壮节，登降年夙陨，功业未遂，洪以兵弱敌强，烈志不立，惜哉！”

司马光：“或问陈登、高顺皆有过人之才，俱事吕布。而登输心魏祖，亲为反间；顺尽力于布，与之偕死。意者顺贤登欤。应之曰：不然，古者列国并立，同事王室。故先王制礼，诸侯有王、大夫有君，君臣始终，有死无二。汉氏平一海内，万国一君，天下之君，唯帝室耳。顺于吕布，虽备将佐，无委质之分。布者反覆乱人，非能辅佐汉室，而又强暴无谋，败亡有证。登知几轻举以存易亡，徐、豫克清，百姓苏息。顺托身失所，迷远不复，以陷大戮。易称比之非人，岂谓顺耶。其才虽美，未能及登。以兹观之，优劣见焉。”

张孝祥：“湖海平生豪气，关塞如今风景，剪烛看吴钩。”

张元干：“元龙湖海豪气，百尺卧高楼。”

李斗：“孙策用兵，仿佛项羽，既定江东，威震海内，举十倍之众，叩城请战。陈登出奇制胜，再破其军，由是画江以守。吴虽西略，而北不益地尺寸，则匡琦之战为之也。”

田兰芳：每读张良、周瑜、陈登、李泌诸传则凄然兴怀久之，曰：“真丈夫也”。

独孤微生：“荀文若、周公瑾、陈元龙、贾文和之流皆一时之魁奇俊杰也。”

陈珪，字汉瑜，官至沛国相。

陈登至少有三位弟弟，名不详，陈登攻吕布时被用作人质，吕布所任命的刺奸张弘怕被连累，将三人放走并一同出降。

陈应，《三国志·袁术传》记载他是陈珪中子，但不知是否是上述三人之一。

陈肃，魏文帝时授职郎中。

陈登事迹附于《三国志吕布传》中

《三国志·卷七·魏书七·吕布张邈臧洪传第七》

在小说《三国演义》中，陈登初为徐州刺史陶谦帐下。陶谦三让徐州与刘备，刘备招陈登为慕官。刘备伐袁术，陈登协同张飞治守徐州。吕布袭取徐州，陈登假意投在吕布门下。曹操兵讨吕布，陈登在城内配合曹操得了徐州、小沛。吕布败亡后，曹操令车胄权领徐州。后助关羽赚城斩车胄，献计拒曹操。曹操起大军二十万，五路下徐州。刘备兵败投袁绍后，陈登献徐州而降。

小说第七十八回，华歆为曹操推荐华佗时，提到了陈登与华佗之事。华歆称陈登任广陵太守时发病，心中烦懑，面赤，不能饮食，求华佗医治。华佗治疗完毕后，称三年之后此病必定复发，届时无可挽救。三年后，陈登果然病死。