此时，在魏将的心目中，陈庆之有如神助是不可战胜的。北魏孝庄帝仓皇逃往河内（今河南沁阳），留在洛阳的魏臣很识相的迎接元颢进入洛阳。于是元颢大模大样的坐在了龙椅上，过起了皇帝瘾。从大通二年十月，经历了大概140天的长途奔袭，陈庆之率领着他手下七千身披白袍的勇士，一路披荆斩棘，攻城拔寨，从安徽一路北上最终到达洛阳。让人啼笑皆非的是，元颢登上宝座后，不仅贪图享乐，而且目光短浅不识时务。在北方局势混乱，尔朱荣重兵环伺的时候，他居然不是尽力联合南梁抗击劲敌，而是考虑如何摆脱南梁的束缚。
此时陈庆之已经感觉到元颢并非是一个能成器的君主。但是他深知自己此次的任务就是保护元颢，在没有接到南梁方面的最新指示前，仍要尽力为元颢支撑着个烂摊子。陈庆之向元颢提出建议："现在北方没有臣服的地方尚多，我们的兵力太少，敌人现在还不知道我们的虚实，可一旦他们知道，恐怕就会疯狂反扑。所以当务之急是尽快请皇上（萧衍）派来援军，稳定北方的局势"。元颢本来没什么主见，听了陈庆之的建议也觉得害怕，本来想依照行事，可是此时元延明又进谗言说："现在陈庆之手上只有几千人，我们已经不能管制他了，再给他更多人马，我们大魏的社稷不就要落入外人之手了？"元颢听信谗言，为了防止陈庆之绕过自己向萧衍请求援军，私自给萧衍递交了密奏，谎称北方局势已经稳定，为了防止地方上产生恐慌情绪，恳请南梁暂时不要派遣大军北上。萧衍得到元颢的奏折后，于是命令原本打算北上的援军停在边境线上待命。至此，实际上南梁又丧失了一次统一南北的绝佳时机。
陈庆之又被任命为北兖州刺史，后为都督。负责淮河流域的军事防务。此后，他一直以自己出色的军事才能，保证了南梁北部的局势稳定，其间，曾出现过几次较大规模的战事。首先是僧强、蔡伯龙的叛乱。僧强号称会妖法，又善于煽动人心，短时间内聚集三万人马，攻陷了北徐州。济阴太守弃城而逃，钟离太守遇害。此时陈庆之发兵讨伐，没费吹灰之力便剿灭了这次叛乱。此后，陈庆之又率兵进攻北魏领地悬瓠，在溱水一带大败北魏的颍州刺史娄起、扬州刺史史云宝，又在楚城击败了前来增援的行台孙腾、大都督侯进、豫州刺史尧雄、梁州刺史司马恭。这几仗打下来，大梁北部边境获得了暂时的稳定。于是陈庆之采取休养生息的政策，发展边境城市的生产，仅用两年的时间，就做到了府库充足。
公元539年十月，陈庆之因病逝世，享年56岁。身后也备享哀荣，他被追封为散骑常侍、左卫将军，谥号武侯。这位威震宇内的一代雄才就这样走入了尘封的历史。
