至正二十四年（1364年）二月，朱元璋亲率大军东征，兵锋直逼武昌。陈理见形势危急，赶紧下诏各地勤王，驻守岳州的丞相张必先奉命入援，与敌军前锋常遇春对峙于洪山。张必先是陈汉政权一等一的骁将，在军中素有"泼张"的绰号，极受陈友谅父子器重。考虑到此，常遇春便按照朱元璋的授意，设计擒获张必先，并将他绑在城下示众。
明太祖朱元璋画像
陈汉守军都将张必先视作最后的希望，一旦看到他被擒获，顿时失去斗志，很多人因此想献城投降，陈理君臣对此甚是惊恐。在这种情况下，朱元璋抱着"不战而屈人之兵"的原则，派遣陈友谅的旧部罗复仁前去劝降，并申明善待陈理及其家人的各项条件。陈理见大势已去，只好带领家眷、臣属向朱元璋投降。
朱元璋果然兑现自己的承诺，册封陈理为归德侯，并让他任意选取府库财物作为家产。与此同时，朱元璋册封陈友谅的父亲陈普才为承恩侯，大哥陈友富为归仁伯，二哥陈友直为怀恩伯，四弟陈友仁为康山王（追赠）。随后，朱元璋命陈理携带家眷迁往南京居住，立国仅4年的陈汉帝国至此覆亡。
