1919年五四运动发生后，他要求政府“对于报界言论自由权，学生爱国一切运动，及被劫于武力后之各项教育应力加保障，并促成而助长之，以为新文化之倡导”。1920年11月他在广州发出《关于西南大计的通电》。1922年六·一六事变发生，陈家鼎只身闯入陈炯明部下洪兆麟的兵营，成功劝服洪兆麟命令士兵缓进，为孙中山从总统府逃脱赢得了时间。此后他奉孙中山之命回到北京，联络原来的国会议员们，准备响应北伐。1925年孙中山逝世后，他脱离政界，退居养病。1928年1月8日（农历丁卯年腊月十六日），陈家鼎在北京的书斋中因煤气中