1950年10月，陶勇任中国人民志愿军第9兵团副司令员，参加朝鲜战争，指挥中国人民志愿军第九兵团参加长津湖战役。1951年，参加朝鲜战争第五次战役，其后代理兵团司令员兼政治委员，获朝鲜民主主义人民共和国一级国旗勋章、一级自由独立勋章。1952年11月，任华东军区海军司令员之后，指挥了多次对中华民国国军的海战。1955年，接替袁也烈，担任东海舰队司令员，授中国人民解放军中将军衔。获一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。后兼海军副司令员。1963年11月兼任南京军区副司令员。