原野战军围攻黄维兵团。第三阶段中，陈士榘协助粟裕指挥全军。1949年任第三野战军第八兵团司令员，参加渡江战役。攻占南京后，任南京警备司令员。同年8月，任华东军事政治大学校长。
中华人民共和国成立后.1950年，陈士榘任中国人民解放军军事学院训练部部长。1952年任教育长。同年8月调任中国人民解放军工程兵司令员。1955年，被授予上将军衔，荣获一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。1958年4月，陈士榘出任特种工程指挥部司令员兼政治委员，负责组建导弹试靶场，参与组织原子弹工程