永乐十三年（1415年），宁波卫的仓库粮食被盗窃，事后逮捕了一百多人，其中一半的人因为受刑而死亡。陈勉奉旨与锦衣卫官员一同查处此事，发现只有一名士兵是真正的盗贼，所盗粮食仅有一石左右，依法判处他死刑，其余的人罪责较轻，得到了从轻处理，人们都说陈勉处理得公正。

永乐十四年（1416年），陈勉因患眼疾，向上陈情，被批准回行在都察院复职。

永乐十五年（1417年），陈勉被派遣去巡视直隶的淮、扬等府。户部办理淮安卫仓库粮食时，发现很多伪造的文书，逮捕了五百多人。陈勉说：“是官攒（负责仓库管理的官员）做的手脚，一定要用真印，不能怪罪典守者。”于是他暂缓了案件，查明真相，果然是仓库旁边的人所为，事情得以澄清，众人都称赞他的处理方式。

永乐二十二年（1424年）二月，陈勉因政绩优异，升任广东按察副使，郡县的守吏听到这个消息都感到震惊和敬畏。同年十月二十四日，陈勉奉命钦查官员事务。不久，明仁宗登基，因为明仁宗在东宫时对陈勉了解，所以召他入京，又因杨士奇的推荐，升陈勉为左副都御史，并命令他参与即位大典，按例给予恩赏。中官用羊和酒来慰劳他，这是特别的恩宠。朝廷赐给陈勉诰命，并以他的官职品级追赠他的父母和妻子。

洪熙元年（1425年）三月，清明时节，陈勉随明仁宗前往天寿山祭祀。七日后，明仁宗欲前往蓟州打猎，陈勉与其他官员商议后，担心会践踏庄稼，于是谏止了明仁宗。后来，明仁宗单独召见他，并说：“起初你阻止我，我怪你，但后来想想你说得对，我这一次不去打猎，能救下多少生灵。今后有事就说，不要避讳，我不会怪你的。”陈勉于是叩头谢罪。

宣德元年（1426年），陈勉奉命前往广东南海祭祀海神。秋季，朱高煦在乐安州发生叛乱，明宣宗亲自出征，最初命令陈勉守城。陈勉后来听说军队物资短缺，就与尚书夏原吉、吴中等人奏请按照不同等级给将士们发放银两、布匹和纸钞，将士们都非常高兴。明宣宗称赞陈勉知机应变，改命左都御史刘观守城，赐给他八两银子，并让他随军出征。凯旋后，他获得了丰厚的赏赐，并被派往韩王府执行册封礼。随后，陈勉又被派遣与永康侯徐安一同前往封赏韩王的弟弟和妃子。

宣德二年（1427年），陈勉被派遣去直隶的苏、松等府督运粮米六百五十万石到通州仓。到达时，仓库已满，户部想要将这些粮食运入都城的太仓。当时正值暑雨季节，道路泥泞，运费高昂。陈勉体恤百姓的困难，向尚书夏原吉建议预先发放两个月的军粮来供应这些粮食。夏原吉同意了陈勉的建议，军民都感到方便。

宣德四年（1428年），陈勉随明宣宗前往天寿山祭祀。

宣德五年（1429年），陈勉因父亲去世而守制，明宣宗赐给他一坛祭品。

宣德七年（1430年），陈勉复职。

宣德八年（1431年）正月，长河洞蛮朱南用等九寨相互仇杀，不时出来掠夺附近的居民，江西三司因此奏报赣州府会昌县的长河洞有贼人作乱。朝廷知道陈勉是赣州人，于是派遣他和御史一同督促江西三司出兵剿灭。他带领两名御史和调拨的官军，于五月十一日到达会昌县，陈勉到达后，徐士礼战败，斩首五百多级，俘获的敌人尤其多，但陈勉都下令不要杀他们，而是派遣老人去招抚他们。刘弘海、饶思贤投降，还有七个寨子的人还在犹豫。于是陈勉以刘弘海为向导，单骑直入这些地方，用国家的威严来晓谕他们，他们都吓得浑身发抖，表示愿意听从命令，悔过自新，不再争斗。随后又追缴了贼人的衣甲、刀枪、皮盔等武器，并上交给官府。陈勉奏请留下一名指挥使和五百名官军分别在赣州府守御，并在会昌县设立了三处巡检司进行巡警。

宣德九年（1432年）十一月，陈勉随明宣宗巡视边疆。

宣德十年（1433年）五月，陈勉奉旨前往真定、河间二府捕杀蝗虫，成功将蝗虫全部消灭。九月，朝廷改任陈勉为南京大理寺卿。陈勉在任期间，坚持法律原则，公正无私，对权贵势力也毫不阿附。唐、罗两位太监的养子，因酗酒而杀死市民，司法部门想从轻发落。陈勉说：“如果这都不治罪，那法律还有什么用？”最终他依法处理了这些人，人们都说他处理得公正。

正统十三年（1448年）九月，陈勉因母亲去世而赴京请旨，明英宗命他“去奔丧后再来”，并赐给他一坛祭品。

正统十四年（1449年）九月，陈勉返回京城，明英宗恢复了他的官职。

景泰元年（1450年）正月，为了安定国家和保护百姓，多位官员共同推举有历练和经验的官员，并将名单呈上明代宗裁决。明代宗选中了陈勉，并提升他为南京都察院右都御史。

景泰二年（1451年）正月十六日，因年满七十岁，陈勉上书请求退休，明代宗批准了他的请求。陈勉退休在家后，行为举止都遵循礼法，以此来教导和激励子孙。他有时也出外与一些隐士和客人一起游玩于山林之间，悠然自得地度过晚年。

景泰四年十二月十七日（1454年1月15日）早晨，陈勉穿戴整齐后坐下，对儿子们说：“我恐怕不行了，即将离去。”不久之后，陈勉在家中病逝，享年七十三岁。有关部门将他的死讯上报给朝廷，朝廷派遣赣州府通判林坚前去祭奠，工部又委派进士赵博负责安葬事宜，并赐给他两坛祭品。后来，明代宗又恩赐他的两个儿子陈相和陈恭入国子监读书。

陈勉的历史功绩主要包括以下几个方面：

明朝初年，陈勉任浙江道巡按之前，倭寇经常侵扰浙江，朝廷屡次派兵围剿，屡剿屡患，平而又发，成效不显。陈勉到任后，经过认真的调查分析，发现倭寇之所以能攻到岸上，主要有三个原因：一是岸上有汉奸做倭寇的内应；二是当地没有很好地把民众组织起来抵抗倭寇；三是官兵打败倭寇撤走之后，民众自身没有抵御倭寇侵扰的能力。于是他在借鉴东南沿海其他地方抗倭经验的基础上，创造性地采取“御外清内、兵民一统”的方针，全力组织军民英勇抗倭，在沿海“量地远近，置卫筑城，水陆设防，各司地段”，只要发现一处有倭寇进犯，即组织附近的军民群起而攻之，将倭寇全部歼灭。

在歼灭来犯倭寇的同时，陈勉还注重建立抗击倭寇的长效措施。他大胆采用“还械于民”的做法，将地方民众骨干武装起来，发动他们在倭寇来犯时和官兵一道抗击；同时，区分不同情形，采取“杀大、诲中、释从卒”的政策，对倭寇进行分化瓦解。就这样，在陈勉的治理下，为祸浙江多年的倭寇基本上销声匿迹了。

宣德八年（1431年），陈勉被派遣前往江西会昌县平定长河洞蛮的叛乱，通过招抚和威慑相结合的方式，成功平息了内乱，维护了地方稳定。

钱习礼：公以清材伟器，遭值圣明，扬历通显。所与游者，皆一时材俊。（《故都察院都御史陈公墓志铭》）

李贤等：勉外和内刚，通法律，多吏能，临事敏捷，无负其职。（《明英宗实录》）

过庭训：勉外和内刚，精通法律，多吏能，临事敏捷，无负其职。（《明朝分省人物考》）

施沛：为人清慎端方……与石璞、顾佐同心振纪，台中肃然。又持身清白，佐亦重之。（《南京都察院志》）

张廷玉等：勉外和内刚，精通法律，吏不敢欺。（《明史》）

陈勉为人清廉节俭，对父母极为孝顺。在父亲去世时，他谨守孝道，在墓旁筑庐守丧直到期满。母亲去世时，他因不能按礼制守丧而感到深深的悲痛。自从祖父去世后，家中没有主事的人，他按照礼节安葬了祖父。

陈勉尤其重视朋友之间的情谊，同门曾得中因被诬陷而遭逮捕到京城，只有一个儿子陪伴他。等到事情真相大白后，父子二人都死了。陈勉为此痛哭不已，捐出自己的财物为曾得中办理丧事。

陈勉著有《钝斋集》。

陈勉籍贯，历来有两说，一为江西于都说，一为江西宁都说。

江西于都说：源自《明史·列传第四十六》之记载：“时雩都陈勉、峄县贾谅先后为副都御史。”雩都，即今江西于都，与江西宁都相邻。

江西宁都说：源自明末清初名士魏礼所著《宁都先贤传》之《陈勉》篇，《四库全书》本《江西通志》及光绪年间纂修《江西通志》尽采其文。明代其他相关史料，可以佐证陈勉为宁都人。王世贞《弇山堂别集》卷六十“南京大理寺卿”条载曰：“陈勉，江西宁都人，由进士宣德十年任。”而在同书卷五十三“南京都察院左都御史表”条载曰：“陈勉，江西宁都人，永乐丙戌进士，景泰元年任掌院事，三年致仕。”李贤、彭时奉敕纂修的《大明一统志》卷五十八《人物》中“本朝陈勉”条云：“宁都人，永乐初进士，擢监察御史，为人清慎端方，洪熙初升都察院右副都御史，寻迁南京右都御史，致仕，卒。赐葬祭。”王世贞生活年代晚于陈勉140余年，是明朝享有盛名的文学家、史学家，而《大明一统志》是明代官修的地理总志，其中彭时是江西安福人，故他们对陈勉的记载当比较可信。

陈勉去世后安葬在宁都县南仁义乡松上里豪富坪，即今江西省赣州市宁都县梅江镇水东村新建的曾氏宗祠右侧。后墓被平掉，墓碑也消失了。2020年12月，墓碑被发现，即《故都察院都御史陈公墓志铭》，另有数块铭文砖。