基础改组为中华人民共和国燃料工业部和机械工业部，陈郁任中央人民政府燃料工业部部长。 1951年起兼任中国矿业学院院长。1955年燃料工业部被拆分后，陈郁任煤炭工业部部长。1957年8月起陈郁任广东省委书记（当时设有省委第一书记）、省长。1961年任中共中央中南局第三书记兼广东省省长。1968年2月任广东省革命委员会副主任、党的核心小组成员。第八、九、十届中央委员。1974年3月21日在广州逝世，享年73岁。