让其好好养伤，等曹性伤愈后，让他统领郝萌的余部。
公元198年，当曹操军队围攻下邳时，曹操写信给吕布，为他陈述利害，吕布恐惧，打算投降。
陈宫说：“曹操远来，势不能停留过久，将军如果率领步、骑兵屯驻城外，由我率领剩下的军队在内守城，如果曹军进攻将军，我就领兵攻击他们的后背。
如果曹军攻城，则将军在外援救，不过一个月，曹军粮食吃光，我们再行反击，可以破敌。”
吕布同意，打算留陈宫与高顺守城，自己率骑兵截断曹军的粮道，吕布的妻子对吕布说：
“陈宫与高顺一向不和，将军一出城，陈宫与高顺必然不能同心协力地守城，万一出现什么问题，将军要在哪里立脚！
而且曹操对待陈宫犹如父母对待怀抱中的幼儿，陈宫还舍弃曹操来投靠我们，你待陈宫并未超过曹操，就把全城交给他，抛别妻儿家小，孤军远出，如若有变，我难道能再做你的妻子吗？”
吕布于是打消了计划，同年十一月曹操挖掘壕沟包围下邳城，但很久未能攻克，兵士十分疲惫，他打算撤军。
荀攸、郭嘉说：“吕布有勇无谋，现在连战连败，锐气已衰，三军完全要看主将的情况，主将锐气一衰，则三军半志全消。
陈宫虽有智谋，但机变不够，现在应该乘吕布锐气未复，陈宫智谋未定的时机，发动猛攻，可以消灭吕布。”
于是，曹军开凿沟渠，引沂水、泗水来灌城，又过了一个月，吕布更加困窘，登上城头对曹军士兵说：“你们不要这样逼迫我，我要向明公自首。”
陈宫制止说：“曹操不过是个逆贼，怎么配称明公！我们现在投降，就好像用鸡蛋去敲石头，岂能保住性命！”
到了十二月吕布军心崩溃，部将侯成、魏续、宋宪叛变，缚其投降曹操。
曹操一度欲劝他再度出仕，但陈宫不为所动，赴刑场受刑而死，曹操下令将吕布、陈宫、高顺的首级送往许都彰功，然后下葬。
之后陈宫家族一直由曹操供养，据传陈宫受刑前，曹操舍不得杀于是就问陈宫：
“公台，你死了你的儿子怎么办啊？”
陈宫答：“我听说以仁治天下的明君，是不会杀别人的儿子的。”
曹操又问：“公台，那你死了后你的母亲又怎么办呢？”
陈宫又答：“我听说以孝治天下的人，是不会杀别人的母亲的。”
曹操只好杀了陈宫并答应，以后你的母亲和孩子都视为自己的一样，所以陈宫的家人一直由曹操供养。
陈宫并没有当过中牟县县令，京剧剧目中著名剧目《捉放曹》自然也无从谈起，二人逃到曹操父亲曹嵩故友吕伯奢家中，最后失手杀了吕伯奢一家人，曹操说出那句传唱千古的“宁可我负天下人，休叫天下人负我！”自然也做不得真。