陶谦因为过度忧劳而逝。

兴平元年四月，曹操再度率领大军南攻徐州，先拔五城，遂略地至琅邪、东海。回军经过郯城，徐州将领曹豹与刘备屯兵郯东，邀击曹操，被其击破，曹操随即西拔襄贲，所过之处多所残戮。

陶谦眼见日暮途穷，打算逃回老家丹阳，正在这时，陈留太守张邈背叛曹操，与其弟原广陵太守张超迎吕布入兖州，曹操只好回师平叛。同年，陶谦病逝，享年六十三岁。他死后，张昭为其撰悼文。

陶谦的为政举措：

陶谦任徐州刺史时，徐州经战火过后“世荒民饥”，陶谦表荐下邳人陈登为典农校尉，在徐州境内实行屯田。陈登上任便“巡土田之宜，尽凿溉之利”，在陶谦、陈登的努力下，徐州农业生产得到恢复和发展，收获“粳稻丰积”。 

陶谦担任徐州刺史时，北面的青州、兖州黄巾此起彼伏，徐州却相对太平无事，百姓富足，谷米屯满粮仓，青州、豫州等地的流民也纷纷涌向徐州。