1949年中华人民共和国成立后，曾与齐白石合绘《松石牡丹》，毛泽东为其签名，并将此画赠予印度尼西亚总统苏加诺。这幅作品后来又流传回中国，2003年以2035万元拍卖。1954年依其提议，政府成立民族美术研究所（今中国艺术研究院美术研究所）。1957年与叶恭绰等创办北京画院。文化大革命时，90嵗的陈半丁被反复被批斗，1970年病重，但医院方面以其为“反动画家”为由不予医治，因而逝世。