陳壽在擔任巡撫的幾年裏，整頓吏治，打擊盜匪和蒙古部落的進犯，甚至親自上陣指揮作戰，維護了陝北邊境治安的穩定，深得當地百姓的擁護，也受到了皇帝的嘉賞。任職兩年多以後，弘治十六年（1503年），陳壽回到南京任右副都禦史。明朝開國時建都南京，永樂年間遷都北京後，為便於加強南北方的管理，明成祖朱棣保留了南京的原套行政機構，因此南京與北京中央政權一樣有六部、都察院、大理寺等機構。本來，身居南京的陳壽可以遠離宮廷的權力鬥爭，然而，麵對朝中大宦官的專橫跋扈，向來不趨炎附勢的陳壽坐不住了。
1506年明武宗即位後，大太監劉瑾依仗皇帝的寵幸，任意妄為，專橫跋扈。劉瑾當權後，濫殺無辜，排斥異己。給事中戴銑、禦史薄彥征因為彈劾劉瑾遭到牢獄之災。陳壽得知消息後，冒死上書皇帝願以身相保。劉瑾得知後大怒，下令免除陳壽的二品官職，革除俸祿，並罰米2300石、布1500匹。陳壽為官清廉、兩袖清風，他上書朝廷表述生活的窘境，劉瑾無奈隻好免除對他的物質懲罰。
1514年正月，陝西地方主官廖堂因貪暴無度激起民憤，吏部尚書楊一清認為陳壽剛直果敢、政聲極佳，又有過在陝北任職的經驗，熟悉陝西一帶的地理和人文，遂推舉他任陝西巡撫。陳壽嫉惡如仇，首先懲治了廖堂的勢力，官吏的風氣得到好轉。然而，陳壽的這次任職時間很短，僅僅半年後朝廷就調任陳壽為兵部右侍郎。
作品
陳壽的《三國誌》既創新了紀傳體史書的寫作形式，又發展了其編寫手法。這對鞏固紀傳體史作在中國史學上的地位，曾起著一定的作用。特別是官修的正史，或沿其列國並書的體製；或襲其寫篡朝換代程式的手法，可見《三國誌》對史學發展的推動意義也不可忽視。《晉書．陳壽傳》論言：“丘明既沒，班馬興，奮鴻筆於西京，騁直詞於東觀，自斯己降，分明競爽，可以繼明先典者，陳壽得之乎！”
1．體例及內容特色
《三國誌》乃私修紀傳體斷化分國史，全書六十五卷，分為魏、蜀、吳三書，計<魏書>三十卷，<蜀書>十五卷，<吳書>二十卷，三書之間，亙有聯係，主要記載了魏文帝初元年(220年)至晉武帝太康元年（280年）間魏、蜀、吳三國史事。
《三國誌》一書的體例仿《國語》，列國分立，而參乎《史記》、《漢書》之法，可說是紀傳體斷代國別史。《三國誌》一書，雖名為誌，但書中無表無誌，名稱上亦無本紀，但《魏書》前四卷——武帝操、文帝丕、明帝叡及三少帝（齊王芳、高貴鄉公髦、陳留三）實即本紀。大抵而言，陳壽是以曹魏的數篇帝紀作為全書的綱領，提挈三國時期的曆史大事，而後六十一卷為傳，是對綱領的充實。
三國國序：《魏書》首四卷提挈三國時期的曆史大事，為全書綱目所在，六、七、八卷記群雄事跡，表明東漢未年州牧割據之勢，用以烘托曹操勢力由小變大，統一北方的經過，又繼之為參與曹氏集團軍國大計的內幕策人物二荀，而其餘二十卷分寫宗王、謀臣、將帥、邊族等。
《蜀書》先立《二牧傳》(劉焉、劉璋)，以明蜀漢奠基由來，繼立《先主備》、《後主襌》及後妃傳，又繼之為《諸葛亮傳》，表明諸葛亮身後係蜀漢興衰的重大作用，其餘各卷則分寫將帥、謀臣等人的事跡。
《吳書》先立孫堅、孫策傳，表明孫吳政權建立的原因和條件，從而襯托出孫權承父兄之業而雄據東南，繼之為《孫權傳》及著重介紹江東主持軍國大計的重臣如周瑜、魯肅、呂蒙及陸遜等人的事跡。此外、《吳書》亦分別記述了文臣、武將、忠良、清名、文學及術數等。
2．三國誌》在中國史學史上的地位
《三國誌》三國關書，創新了紀傳體史書的寫作形式，陳壽為魏、蜀、吳三國各寫一書，這在紀傳體史書中可說是一種創新。陳壽以”三國”`瞻名書，即表現了三國鼎立的曆史事實。同時，全書采用三國並敘的方法。各書雖紀，傳名目有異，但蜀、吳諸主傳皆與紀基本相同，而這種編纂體例頗能反映三國曆史的實況。陳壽三國並書的先例一開，影響後世甚大。唐初李延壽撰《北史》《南史》實仿其體例而稍加變革，元修遼、宋、金三史，亦是仿陳，李之意而定其體例。