但是，吕布对陈登终究不放心，虽然让陈登回广陵任职，但陈登几个兄弟在下邳。这时候吕布就抓来陈登的三弟，想要挟陈登联合反攻曹操。但陈登却坚决不肯妥协，反而加紧了攻城速度。这时候，吕布手下掌管刺奸的张弘也看出吕布玩不久了，自己要真的帮吕布杀人，以后自己还有活路吗？就干脆带着陈登三弟夜里偷偷出城投奔陈登了。没有后顾之忧的陈登更加卖力攻城，最后下邳就被曹军攻下，吕布势力彻底清除了。
为了奖赏陈登，曹操加封陈登为伏波将军，依然留守老家广陵。这时候，陈登面对最大的敌人就是江东的小霸王孙策了。孙策派兵进攻匡琦城，从水路行军时，旌旗和盔甲覆盖了水面。广陵军队非常惊恐，以为敌军兵力有自己十倍之多，要不干脆撤走留下空城算了，反正他们占着空城也没用。而陈登非常严厉地说，以前伏波将军马援能够平定南北很多部族，我现在在这个位置，不能退敌也不至于逃跑吧！我们报效国家、顺乎天道，一定能战胜的。
于是陈登下令关门自守，不去应战，表示自己虚弱。但同时又暗中观察形势，天亮时突然派兵杀出，孙策的军队以为敌军没有还手之力，完全没有防备。陈登亲自擂鼓，孙策军大败；陈登趁胜追击，又斩杀孙策军上万人。孙策也不是等闲之辈，这场战争虽然战败，不久又重新集结部队进攻陈登。陈登的兵力依然不如孙策，于是他就派郡里负责人事的功曹陈矫向曹操搬救兵，而同时自己也没有死守孤城，而是另外想了一条妙计。
陈登到离城十里外的地方，派兵间隔十步放下一些木柴。等到晚上的时候，把这些木柴全部点燃。然后又令士兵在城上欢呼，好像曹操援军已经到了。孙策军看到火光都惊呆了，陈登趁机派兵出战，又斩杀孙策军上万人。号称江东小霸王的孙策，在陈登面前居然完全占不到便宜。但曹操还是不放心让陈登治理老家，所以后来把他调任东城（治今安徽定远东南）太守了，官吏百姓都感恩戴德，一路追赶陈登。
