但蔣介石卻耍兩面派手法，指使國民黨軍隊大肆搶奪勝利果實。在此期間，陳赓率太嶽縱隊（後來改為晉冀魯豫軍區第四縱隊）參加了上黨戰役，并于1946年初，作為中共代表參加臨汾、太原三人小組，調處國共軍事沖突和監督雙方執行停戰協議。
智鬥王靖國
國共和談開始後，陳赓作為軍調部臨汾執行小組的中共首席代表，率團赴任。
中共代表團在臨汾住下不久，臨汾執行小組在閻錫山第十三集團軍司令部召開例會。國民黨方面的代表是第十三集團軍總司令王靖國，美方代表是貝爾上校。
為了談判需要，陳赓司令員當時挂了個少将軍銜。會談開始後，王靖國卻突然問：“陳将軍，久聞大名，怎麼至今還是少将？”
陳赓聽後，從容回敬王靖國：“你算什麼上将?不過是我的手下敗将!你那塊小地盤都在我軍四面包圍之中，隻要我想要，指日可待!”
王靖國窘得滿臉通紅，隻好找台階下：“不管怎麼說，和平統一了，你們受蔣總統管轄，總該有一套像樣的軍服，還有裝備。蔣委員長講話是算數的。”
陳赓笑着說：“給我們發服裝、改善裝備?抗日8年，我們改編成國民革命軍，開始還發了點軍饷和彈藥，以後不僅不給，還派軍隊打我們，這叫說話算數?”
這時，美方貝爾上校通過翻譯提出所謂“關于中共方面拆毀鐵路的事”，王靖國連連點頭。
陳赓見狀，馬上提醒他們：軍事調處執行部和字四号命令已明确規定，凡交通線工事須立即拆除。八路軍平毀的是工事，不是交通線。現在，八路軍正集中鐵路職工全力修複已遭破壞的鐵路。
等翻譯譯完，貝爾問王靖國：“這在四号命令上已經寫得明明白白，王将軍為什麼要提這樣的問題呢?”
王靖國趕緊辯解道：“他們越過了13日零時線，還打死我們的人!”但馬上又改口說時間是23日。
陳赓馬上提出建議，對此事應該由執行小組三方代表實地調查。王靖國以下雨為由，拒絕前往，但陳赓堅持前往，貝爾隻得認可。
當天下午，執行小組驅車冒雨趕往15裡外的鵝舍村調查。問當地居民，居民們搖搖頭，說根本沒聽見槍響。問王靖國所部，他們說兵營既沒有少人，也沒少槍。
第二天例會上，貝爾對前一天的事“表示遺憾”，同時重申臨汾執行小組第三号命令，督促雙方部隊各守原防，恢複1月13日午夜位置并拆毀交通線工事。
王靖國搶先發言說：“這個規定和二号命令相悖，暫時用用的話……”
“我們願意遵守。”陳赓打斷他，“這裡有份報紙，請看一下。像這樣的文字出現在執行小組眼皮底下，不知王代表如何解釋?”
王靖國趕緊解釋說：“這個，是屬下不慎……”
陳赓緊跟着又拿出一份證據。王靖國急忙翻開一看，竟是自己和閻錫山簽發的向解放區進攻的命令，和一個己方被俘師長的口供記錄。
王靖國理屈詞窮，隻好先說“中共盜竊我方軍事機密”，繼而開始咳嗽，掏出一塊大手帕捂住臉，連連說“頭痛”，狼狽離席而去，再沒有出現。
陳赓挫敗閻錫山的監視和竊聽
陳赓回到随從人員住的大房間後，發現窗外有閻軍哨兵探頭探腦，便命令随行人員采取保密措施，更讓大家“上街買紙，把窗戶糊上”。
史丁文、陸迪、姜英等幾個八路軍戰士奉陳赓命令來到臨汾街上，哨兵緊張地端着槍，一言不發地跟在後面。大家談笑自若，哨兵也經不住大家熱情詢問，終于放下槍，和大家有說有笑。街上的人見狀，便上前和八路軍戰士問長問短。戰士們挨個商店進出，盡量擴大影響，以打破閻軍散布的“八路軍不敢進城談判”的謊言，并将街上看到的閻軍兵力部署、裝備、工事等記在心上。由于閻錫山怕“赤化”，偌大個臨汾連張紅紙都買不到，他們隻好買些粉紅紙回來糊窗戶，還買了胡琴、乒乓球和笛子等。以後每逢開會，他們就在桌子上打乒乓球，或者拉胡琴吹笛子，使外面的“耳目”失靈。
閻錫山見此計不成，又換了新花招：在中共代表團駐地隔壁房間架了電台，竊聽我方情報。哪知我方通訊人員何渭信、常紋都是反竊聽“高手”，經常改換發報頻率。敵人往往費盡氣力剛剛找到我方頻率，可發報又結束了，收到的那點信息根本無法譯出内容。敵人隻好開始瘋狂幹擾，但是仍舊攔不住紅色電波飛向侯馬，飛向延安……國民黨方面想查看我方使用的通訊設備，但無從下手，于是請貝爾出馬來探聽虛實。
貝爾找到陳赓，在一番客套後，便把話題轉到電台上來：“我對貴方的通信設備極感興趣，可否讓我參觀一下?”
“可以，請吧。”陳赓答應得很幹脆。
貝爾馬上叫來一個内行随員陪伴，邊看邊問那個随員：“你看這些機器先進嗎?”随員掃了一眼收發報機，回答說：“這些機器，包括那根豎起來的鞭狀天線，都是美國制造。”陳赓見對方檢查完畢，便讓報務員打開機器，收發報機立刻傳出一片刺耳的嘯叫。貝爾問：“這是什麼?”陳赓指指隔壁房間：“你應該問問他們。是他們制造的幹擾。貝爾上校，對方如此蔑視和談協議，幹擾我方電台的正常工作，是否需要我提請執行小組會議商讨呢?”
“不用，不用。”貝爾邊說邊向外走去。當天夜裡，美國人便命令閻錫山的幹擾部隊從隔壁挾着機器設備撤走了。
揭露閻錫山勾結日僞的陰謀
1946年3月，陳赓去太原中心執行小組接替許光達擔任我方代表。他對太嶽軍區的幹部們說：“我們去談判，你們在家的任務就是準備打仗!誰敢侵犯就堅決消滅它!這種準備越充分，我們在談判桌上就能‘财大氣粗’!”
當時，白晉路上已是戰火熊熊。閻錫山出動兩萬餘人，其中包括一批“留用”的日本兵，中斷鐵路交通，大舉進犯解放區。為了應付執行小組的調查，在陳赓到達太原前，閻錫山的喉舌報紙卻大肆造謠說：共軍集結大軍約兩萬餘人，由東西兩山夾擊來遠、盤陀間之國軍守兵。
對此，陳赓予以針鋒相對的鬥争，堅決揭露這些罪行，閻錫山卻矢口否認。為了澄清事實，陳赓多次建議，應親臨現場調查。
3月23日，太原中心小組成員乘火車到達祁縣境内的來遠，當晚在火車站的鐵甲車上休息。閻軍為阻撓實地勘察，連夜在山坡陣地附近埋設地雷；閻錫山的《複興日報》也捏造新聞稱：“增援之共軍内，有武裝之日人300餘參加作戰。”
第二天一早，執行小組來到仍在交戰的來遠西南的南山頭，隻見閻軍正向南山頭八路軍陣地進攻。陳赓見狀，勇敢地手搖着軍事調處執行部的小旗，趕往陣地制止。走在他身旁的作戰科長王亭蘭怕陳赓有危險，就搶步走在前面。誰知剛走出不到100米，隻聽“轟隆”一聲巨響，王亭蘭和另外兩人倒在血泊中。
陳赓見狀，一面讓戰士将王亭蘭擡下去急救，一面不顧安危，繼續向前。陳赓邊向前跑邊對着進攻的閻軍大喊“停止射擊!”但閻軍絲毫不理會，反而向山上強攻。後面的閻軍炮兵也沖了上來，不停地向撤退的八路軍轟擊。目睹此狀，陳赓隻身跑到閻軍的炮兵陣地，看見一個穿着閻軍軍服的日本兵正在開炮，便從挎包取出照相機對準他，“咔嚓咔嚓”按了幾下。日本兵見狀，急忙停止了開炮。事後，陳赓向大家透露：那是個壞相機，原準備帶來太原修理的，勘察現場時故意背在身上，裡面連膠卷也沒有，但卻把那個日本兵吓住了。
當陳赓說完勘察所見，指出閻軍聯合日僞軍公然違反停戰協定時，閻軍代表趙承绶矢口否認。
這時，陳赓将八路軍在東沁線繳獲的閻軍騎一師師長韓春生給部下的電文展示出來：
三人小組明天即來前方視察，日軍槍械須臨時接收，放在我們的房院内，至晚上如日人要求發槍，或小組離開，即仍發還日人持用……以不使小組看見日本人手裡有槍才行。二月十九日。
趙承绶漲紅了臉，隻好硬着頭皮說：“你們這是僞造!我部絕無留用日軍之先例!”
陳赓朝門外喊了一聲：“帶證人!”那個被“照相”的日本人被推了進來。趙承绶尴尬地拍拍腦袋說：“我，我要請示閻長官……”
陳赓等人的堅決鬥争，制止了閻錫山軍的進攻，揭露了國民黨破壞停戰協定的行徑。執行小組返回太原後，4月1日，太原各報發表了《太原組答中央社記者》的新聞，不得不承認了閻錫山利用日軍攻打八路軍的事實。這則新聞最後說：“此次會議之成功，陳赓将軍之斡旋，應受最高榮譽。”
陳赓及夫人傅涯