中华民国临时大总统选举会
民国元年(1912)8月,同盟会改组为国民党,陈陶遗当选为国民党江苏省支部长,随孙中山、黄兴等往北京和袁世凯会谈。次年3月,宋教仁被袁世凯暗杀,孙中山、黄兴即刻号召南方各省反袁,失败后出国流亡。陈陶遗回家隐居,并设法掩护讨袁失败的第一师长章梓和第九师师长冷遹到松隐避难。民国十四年(1925)冬,军阀孙传芳割据苏、浙、皖、赣、闽,自称五省联军总司令,提出“苏人治苏”口号,陈陶遗被友人张一麟推荐,至南京就任江苏省长。任职期间,他尽力维护地方治安;不轻易撤换下级官吏,重视农业,关心治螟;清理财政,偿还省县债务;废除若干苛捐杂税,减轻人民负担;还提议收回租界。民国十五年(1926)某日,陈陶遗得悉孙传芳密令吴江县公署逮捕柳亚子,即派亲信星夜通报,使柳幸免于难。民国十六年(1927)初,他劝说孙传芳联合北伐军,未被采纳,遂愤然挂冠而去。
民国二十二年(1933),陈陶遗应上海市临时参议会会长史量才之邀,担任该会秘书长。1937年,陈虽身体欠佳而留沪,仍与上海市博物馆董事长叶恭绰、上海通志馆馆长柳亚子共同发起组织“上海文献展览会”。1938年,国民党在重庆成立“国民参政会”,“聘任”他为“国民参政员”。他以年老体弱婉辞,回电“古井不波”。1939年,陈陶遗与张元济、叶景葵发起筹组合众图书馆。1940年,汪精卫在南京组织汉奸政府,事前来到上海,请他出任政府江苏省长或上海市市长,不但被其拒绝,反而晓汪精卫以大义,加以劝阻。他曾向马叙伦回忆:“二十九年(1940),精卫至上海,亟欲访我。我因就之谈,问精卫:‘是否来唱双簧?’精卫即泣下。”在此时期,他力所能及地做了不少有利于抗日之事,如掩护了民主人士陈叔通,接待中共地下组织的代表等。1941年,太平洋战争爆发,日寇进驻上海租界,日军大头目冈村宁次上门“请”他当官做汉奸,被当面拒绝。