及陈文帝立，琳乃辅庄次于濡须口。齐遣扬州道行台慕容俨，率众临江，为其声援。陈遣安州刺史吴明彻江中夜上，将袭盆城。琳遣巴陵太守任忠大败之，明彻仅以身免。琳兵因东下，陈遣太尉侯瑱、司空侯安都等拒之。瑱等以琳军方盛，引军入芜湖避之。时西南风至急，琳谓得天道，将直取扬州，侯瑱等徐出芜湖蹑其后。比及兵交，西南风翻为瑱用，琳兵放火燧以掷瑱船者，皆反烧其船。琳船舰溃乱，兵士透水死者十二三。其余皆弃船上岸，为陈军所杀殆尽。
初，琳命左长史袁泌、御史中丞刘仲威，同典兵侍卫庄，及军败，泌遂降陈。仲威以庄投历阳，又送寿阳。琳寻与庄同入齐，齐孝昭帝遣琳出合肥，鸠集义故，更图进取。琳乃缮舰，分遣招募，淮南伧楚，皆愿戮力。陈合州刺史裴景晖，琳兄珉之婿也，请以私属导引齐师，孝昭委琳与行台左丞卢潜率兵应赴。沉吟不决，景晖惧事泄，挺身归齐。齐孝昭赐琳玺书，令镇寿阳，其部下将帅悉听以从，乃除琳骠骑大将军、开府仪同三司、扬州刺史，封会稽郡公。又增兵秩，兼给铙吹。琳水陆戒严，将观衅而动。属陈氏结好于齐，使琳更听后图。
琳在寿阳，与行台尚书卢潜不协，更相是非，被召还邺。齐武成置而不问，除沧州刺史。后以琳为特进、侍中。所居屋脊无故剥破，出赤蛆数升，落地化为血，蠕动。有龙出于门外之池，云雾起，昼晦。会陈将吴明彻寇齐，齐帝敕领军将军尉破胡等，出援秦州，令琳共为经略。琳谓所亲曰："今太岁在东南，岁星居牛斗分，太白已高，皆利为客，我将有丧。"又谓破胡曰："吴兵甚锐，宜长策制之，慎勿轻斗。"破胡不从。战，军大败。琳单马突围，仅而获免。还至彭城，齐令便赴寿阳，并许召募。又进封琳巴陵郡王。陈将吴明彻进兵围之，堰肥水灌城。而齐将皮景和等屯于淮西，竟不赴救。明彻昼夜攻击，城内水气转侵，人皆患肿，死病相枕。从七月至十月，城陷被执，百姓泣而从之。吴明彻恐其为变，杀之城东北二十里，时年四十八。哭者声如雷。有一叟以酒脯来至，号酹尽哀，收其血怀之而去。传首建康，悬之于市。琳故吏梁骠骑府仓曹参军朱玚，致书陈尚书仆射徐陵求琳首，曰：
窃以朝市迁贸，时传骨鲠之风；历运推移，间表忠贞之迹。故典午将灭，徐广为晋家遗老；当涂已谢，马孚构魏室忠臣。用能播美于前书，垂名于后世。梁故建宁公琳，洛滨余胄，沂川旧族，立功代邸，效绩中朝。当离乱之辰，总蕃伯之任。尔乃轻躬殉主，以身许国，实追踪于往彦，信踵武于前修。而天厌梁德，尚思匡继，徒蕴包胥之念，终遘苌弘之眚。洎王业光启，鼎祚有归，于是远迹山东，寄命河北。虽轻旅臣之叹，犹怀客卿之礼。感兹知己，忘此捐躯。至使身没九泉，头行万里。诚复马革裹尸，遂其生平之志，原野暴骸，会彼人臣之节。然身首异处，有足悲者。封树靡卜，良可怆焉。
玚早簉末僚，预参下席，降薛君之吐握，荷魏公之知遇。是用沾巾雨袂，痛可识之颜；回肠疾首，切犹生之面。伏惟圣恩博厚，明诏爰发，赦王经之哭，许田横之葬。玚虽刍贱，窃亦有心。琳经莅寿阳，颇存遗爱；曾游江右，非无旧德。比肩东阁之吏，继踵西园之宾，愿归彼境，还修窀穸。庶孤坟既筑，或飞衔土之燕；丰碑式树，时留堕泪之人。近故旧王绾等已有论牒，仰蒙制议，不遂所陈。昔廉公告逝，即肥川而建营域；叔孙云亡，仍芍陂而植楸槚。由此言之，抑有其例。不使寿春城下，唯传报葛之人；沧洲岛上，独有悲田之客。昧死陈祈，伏待刑宪。
陵嘉其志节，又明彻亦数梦琳求首，并为启陈主而许之。仍与开府主簿刘韶慧等持其首还于淮南，权瘗八公山侧，义故会葬者数千人。玚等乃间道北归，别议迎接。寻有扬州人茅智胜等五人密送丧柩达于邺，赠十五州诸军事、扬州刺史、侍中、特进、开府、录尚书事，谥曰忠武王，葬给辒辌车。
琳体貌闲雅，立发委地，喜怒不形于色。虽无学业，而强记内敏，军府佐史千数，毕识其姓名。刑罚不滥，轻财爱士，得将卒之心。少为将帅，屡经丧乱，雅有忠义之节。虽本图不遂，齐人亦以此重之，待遇甚厚。及败为陈军所执，吴明彻欲全之，而其下将领多琳故吏，争来致请，并相资给，明彻由此忌之，故及于难。当时田夫野老，知与不知，莫不为之歔欷流泣。观其诚信感物，虽李将军之恂恂善诱，殆无以加焉。