山被诛杀，也先将要入侵，因于谦的推荐，陈镒出京安抚畿内。事态平息后，他被召回，升为左都御史。陕西饥荒，有一万余名军民一致说：“愿得陈公活我！”按察使报告朝廷，代宗于是又命他出镇陕西。至此陈镒共三次镇守陕西，前后十余年，陕人很爱戴他，敬若父母。每次陈镒回朝廷，老百姓总是挡道拥车而泣。他回来时，则欢迎的人群数百里不绝。他之得军民之心，前后镇守陕西的无人可及。
陈镒被召回，加封为太子太保，与王文一起掌都察院，王文很威严，御史们敬之如神灵，陈镒性格宽恕，对风宪工作贡献不大，声望稍损于在陕西之时。陈镒去世，追赠太保，谥号僖敏，代宗命有司代为致祭，并为其营造坟墓。