后来过了几年，西域都护段会宗被乌孙国的军队所包围，驿站的人骑着马赶来报告，希望派遣西域有城镇的国家以及敦煌的军队来救自己。丞相王商、大将军王凤以及百官商议了几天还没有结果。王凤就说：“陈汤很能谋划，熟悉外国情况，可以把他叫来问问。”皇上就在宣室召见了陈汤。陈汤攻打郅支单于时得了伤寒病，两只手臂不能弯曲。陈汤进去参见，有诏令叫他不用跪拜，把段会宗的奏书给他看。陈汤辞让说：“将相九卿都是贤才，通晓事理，小臣衰弱多病，不足以来策谋大事。”皇上说：“国家有急事，您就不要推让了。”陈汤答道：“臣下认为这件事一定没有值得忧虑的地方。”皇上问：“凭什么这样说呢？”陈汤就说：“胡人士兵五人才能抵上一个汉朝士兵，为什么呢？因为胡人兵器原始不锐利，弓箭不锋利。现听说他们学得了很多汉人的技巧，但仍要三个人才能敌挡一个汉兵。还有兵法上说： ‘敌人比主方多一半的兵力然后才可以相敌’，现在围住段会宗的人数不足以战胜他，请陛下不用担忧！况且军队轻装前进一天走五十里，负重前进祇能走三十里，现在段会宗想调动西域有城镇的国家以及敦煌的军队，经过很长一段时间才能到达，这是所谓报仇的军队，并不是救急可以用得上的。”皇上说：“那怎么办？解围是一定的吗？那大概几时可以解围？”陈汤知道乌孙军队是乌合之众，不能持久进攻，以前的这种事情都过不了几天，就答道： “已经解围了！”屈指计算了一下日子，说：“不超过五天，就可听到好消息。”过了四天，军书送到，上面说包围已解。大将军王凤上奏任命他为从事中郎，幕府中的事全由陈汤来处理。陈汤明晓法令，善于根据情况分析形势，他所提的建议多数被采纳。陈汤经常接受别人的金钱来为别人起草奏章，终于因为此事而被罢黜。
当初，陈汤和将作大臣解万年友好。从元帝时候起，渭陵地区没有再迁徙人E1营造居民点。成帝就在这裹初步建造陵墓，几年后，又喜欢上霸陵曲亭南面的地方，就重新再建。解万年和陈汤计议，认为“武帝时候，工匠杨光以他的建造几次都让皇上感到满意，自己谋得将作大匠一职，还有大司农中丞耿寿昌因建造了杜陵被赐给关内侯爵位，将作大匠乘马延年因为劳苦被赐给中二千石的职位；现在初步建造陵墓并营建居民点，成就大功，我也应当受到重赏。子公的妻子家在长安，儿子也生长在长安，不喜欢东方，应当请求迁居，可以得到赏赐的田宅，这样都有好处。”陈汤心中认为这有利可图，就密封奏章呈给皇上说：“初步建造的陵墓在京城地区，是最肥沃美丽的地方，可以建立一个县。天下百姓没有迁徙到各陵已三十多年了，关东的富人越来越多，占领了很多好田，驱使贫困的百姓，可以把他们迁到初步建造陵墓的地方，用来增强京城，削弱诸侯，又使中等人家以下的都能平均贫富。陈汤愿意和妻子儿女以及家属迁徙到初陵地区，为天下人带个头。”于是天子就听从了他的计策，果然先营建昌陵地区居民点，然后迁徙内地郡县的国民。解万年自己提出三年可以完工，后来终于没有完成，群臣大多说在造裹建邑不妥当。皇上就把此事交给有关官员讨论，都说：“昌陵的工程是把低地填高，积土成山，估计便房仍在平地上。运来的土中不能保护幽冥中的灵魂，土浅了外面就不牢固，白白地浪费数以万计的劳动力，甚至点着脂火在夜间工作，到东山去运土，将要同谷价一样贵了。工程进行了几年，天下人都受到了劳累，国家疲敝，国家库藏空虚，一直到老百姓，都愁苦不堪。旧陵是根据自然地形，依就本来的土地，所处地势高大宽敞，旁边又靠近祖先，以前又已经有了十年的营建，应该重新建造旧陵，不要迁徙百姓。”皇上就下诏令停止昌陵的工程，这件事记在《成帝纪》。丞相、御史请求废除昌陵地区新建的住宅，奏议没有批下，有人就问陈汤： “住宅不拆，难道还要再进行迁徙吗？”陈汤说：“天子暂且听听群臣们所说的，到时还是要再迁徙的。”
当时成都侯王商新被任命为大司马卫将军辅助政事，平常就不喜欢陈汤。王商听到陈汤说的话后，就报告皇帝说陈汤惑乱群众，被抓进牢房治罪，审查他所犯的各种罪行。陈汤以前替骑都尉王莽上书说道：“父亲过早地去世，惟独没有得到封地，母亲明君供养皇太后，尤其劳累辛苦，应当封爵。”竟被封为新都侯。后来皇太后同母弟弟苟参任水衡都尉，死后，儿子苟伋为侍中，苟参的妻子打算为苟伋求取封地，陈汤接受了她给的五十斤金子，答应按照旧例替他上奏。弘农太守张匡因贪污百万以上，狡猾无道，下诏立即审问，他害怕进监狱，就派人告诉陈汤。陈荡就为他辩冤，准许过了冬天再说，他就被许给答谢的钱两百万，都是这样一类的事情。这些事都在大赦以前。后来束莱郡有黑龙在冬天裹出现，有人就问陈汤，陈汤说：“这是所谓的玄门开启。皇帝几次便装出行，出入的都不是时候，所以龙也就出现的不是时候。”又说就要重新进行迁徙了，互相传说的有十多人。丞相、御史弹劾道“陈汤惑众无道，妄自诈称，把异象归给皇上，这不是他所应当说的，犯了大不敬的罪。”廷尉趟增寿评议，认为“惩治无道没有正当的法则，根据所犯的罪行轻重来治罪，臣下沿用此法却往往判罪失当，所以把案子拿到廷尉来审理，没有先例可参照就把事情首先报告给皇上，这是为了端正刑罚，使人命得到重视。圣明君主哀怜百姓，颁布韶令叫停止建造昌陵，不要迁徙官员和百姓，诏令早已发布。陈汤妄自把自己的揣度告诉其他人说将要重新迁徙，虽然受到惊动不小，但话流传得不是很广，百姓没有发生变乱，造就不可以说是惑乱众人。陈汤散布谣言，假设并不真实的事情，不是他应该说的，犯了大不敬的罪。”皇上颁布命令说：“廷尉赵增寿所评议的很正确。陈汤从前有讨伐郅支单于的功劳，特贬陈汤为百姓，发配到边疆去。”又命令说：“以前的将作大匠解万年奸巧邪恶没有忠心，胡乱制造谎言，增加赋税，征发徭役，仓猝兴起工程，使人民白白遭受罪苦，死的人接连不断，流毒遍及百姓，国内的人都心怀不满，他虽然遇上赦令，但也不适合住在京城。”于是陈汤与解万年一同被发配到敦煌。
过了很久，敦煌太守上奏书说：“陈汤以前亲自诛杀了郢支单于，在外国威望很大，不适宜接近边塞。”皇帝下令把他迁徙到安定。议郎耿直上奏书陈述对国家有利的事，顺便为陈汤呜冤道：“甘延寿、陈汤替伟大的汉朝显示了钩取深处之敌和招致远方之国的威力，为国家洗刷了多年的耻辱，征讨极远地区桀傲不羁的君主，俘获了万里之外难以制服的敌人，难道还有比这更大的功劳吗？先帝嘉奖他们，几次颁布英明的诏令，宣传彰明他们的功劳，更改年号，记其功勋，传之无穷。与此相应，南郡贡献白虎，边塞平安无事。当先帝卧病在床时，还留意于他们，没有忘记，几次派尚书质问丞相，立即为他们论功行赏。惟独丞相匡衡进行排斥不给记功，衹封了甘延寿、陈汤几百户，造就是有功的大臣和战士所以失望的原因。孝成皇帝继承了已建立起来的事业基础，趁着征战讨伐的威力，没有进行战争，国家平安无事，但大臣邪恶不正，又有谄媚奸巧的人在朝廷，毫不深思本末的患难，用来防止还没有形成的事情，他们想独占君主的威严，排挤妒嫉有功的人，使陈汤孤独地蒙冤被押，不能自己辩明，最后终于以无罪之身而在年老时被抛弃在敦煌，正好处在往来西域的通道之上，让威名令敌人闻风而逃的大臣转足之间就自己遭受灾祸，被郅支剩下的敌虏所耻笑，实在可悲！到现在奉命出使到外蛮的人，没有不讲述郅支的被诛杀用来宣扬汉朝的强盛的。藉助别人的功绩来威胁敌人，抛弃他人来使说他坏话的人感到高兴，这怎么不叫人悲痛呢？况且身处安定不要忘了危险，强盛的时候要想到衰败，现在国家平常没有文帝成年累月进行节俭而使国家富饶起来的积蓄，又没有武帝时被推荐而任用的勇猛机智、擒获敌人的大臣，衹有一个陈汤罢了！假使陈汤去世没能及上陛下的时代，还希望国家追加他的功劳，为他的墓树碑，用以勉励后来的人们。陈汤有幸得以生活在现在圣明的时代，建立功劳没有过去多久，反而听任奸邪的大臣把他排斥得远远的，使他流亡逃匿，死无葬身之地。眼光远大的人士，无不考虑，认为陈汤的功劳几个时代都没有人比得上，而陈汤所犯的罪过是人情所都有的，陈汤尚且这样，即使再有人为国流血牺牲，抛尸沙场，还是要受制于IZl舌，被嫉妒他的大臣所俘虏。这是臣下为国家深感忧戚的原因。”奏书递上去后，天子就让陈汤回来了，最后死在长安。