黑水洋一仗，使越夷流寇和鳳尾幫元氣大傷，剩下的殘部哪敢戀戰，都往安南方向遠遁了。陳步雲全身受傷十多處，奪得首功，被提升為參將。戰後，邱良功和王得祿兩位提督齊來慰問探視。步雲得旨優敘，並獲朝廷所賜銀牌、玉扳指。
道光十年（1830），陳步雲以閩安副將入覲，宣宗在圓明園接見他時，好奇地問：“你就是當年隨邱、王二提督出征，擊沉蔡牽之船的陳步雲嗎？”垂詢戰功之後，對他備加讚賞，還降旨將他擢升為定海總兵。
他任定海總兵時，正值鴉片戰爭前夕，見外國鴉片走私夷船，頻繁出入我舟山海域，行動詭異，居心叵測。他百倍警惕，立即增設炮台，加固海防，日夜巡查，嚴陣以待，使之不敢越雷池一步。當時，舟山一帶有不少島嶼為海盜所據，洋船鴉片走私活動十分猖獗。於是，他立即準備著手整治。首先召集當地文武官員商定清剿計劃，並親自帶領守備葛雲飛、千總林昌進、朱昌熾等水師武官，分幫巡邏，頻頻出擊。經過曆時四年的連續清剿，基本上肅清了浙東海患。
陳步雲不僅是勇武著稱的水師將才，還是一位謀略深邃的軍事戰略家。道光十三年（1833），他調離定海時，向清廷呈上《定海永安策》和《衢山議》兩份關於浙東海防策議的奏折。此兩文雖為名義上折子，其實是地地道道的具有長遠戰略目光的戰論。他指出：“定海孤邑，砥柱東海，統浙遠近島嶼重地也，亦危地也。東控日本三韓，北抵海泗登萊薊遼，南達溫台閩粵……亦當固守，守一舟山，寧紹溫台安，則蘇鬆鎮江亦安；不守舟山而寧紹溫台不安，蘇鬆鎮江亦不安，兩浙亦不安。”強調舟山在國防上的重要戰略地位，必須布設重兵、嚴加防守，以對付敵夷的覬覦。但清廷腐敗，未采納他的建議，數年後鴉片戰爭爆發，英殖民者首先攻陷定海，足見陳步雲確有先見之明。
道光十九年（1839）二月，他六十七歲時，因左足傷發，棄官回鄉。次年六月鴉片戰爭爆發，英軍進犯浙江，攻陷定海，年近古稀的陳步雲，聞訊後十分痛心。次年又傳昔日同僚葛雲飛等戰死殉國的消息，他悲憤交加，即在邑人中首先倡捐，各殷商紛紛慷慨解囊，將募捐之錢，用作定海重修城邑及撫恤死難將士家屬。
陳步雲雖出身行伍，仍粗通文墨、善書法，至今尚遺他手書的“前思盡忠，後思補過”的“二思堂”匾額。清道光六年（1826）十月，還曾捐資倡建聚星書院（為莘塍鎮中心小學前身）。書院建成後，瑞安知縣劉禮章特撰《陳錦堂倡建聚星書院碑文》，勒石以紀念之。他死後，《清史稿》有傳，附邱良功之後。