兼任南京军区副司令员。文化大革命爆发，陶勇公然对抗林彪集团。1966年底，叶剑英要陈丕显转告陶勇“海军的风要变”，提醒陶勇警惕。1967年初，陶勇的胃病越来越严重，许世友要陶勇去南京养病。陶勇不肯。1967年1月21日，上午，陶勇与上海警备区司令员廖政国谈论营救被打倒的陈丕显。这天下午，陶勇被发现死于东海舰队第四招待所后楼花园的水井里，头部有外伤，其死因至今成谜。随后，东海舰队政委刘浩天宣布：“陶勇一贯争强好胜。这几天，他害怕自己卷到苏（振华）、罗（瑞卿）圈子里去，所以，才走了这条绝路。我看他是畏罪自杀