初平三年四月，王允、吕布杀董卓，后李傕、郭汜等反，攻陷长安，把持朝政。朱儁当时还在牟，陶谦认为朱儁是名臣宿将，屡立战功，可以委以大任，于是联合前扬州刺史周干、琅邪国相阴德、东海国相刘馗、彭城国相汲廉、北海相国孔融、沛相袁忠、泰山太守应劭、汝南太守徐璆、前九江太守服虔、博士郑玄等人共请朱儁为太师，移檄牧伯，同讨李傕等，奉迎天子。十二月，李傕用计召朱儁入朝，朱儁于是辞谢陶谦，应召入朝，陶谦也只好作罢。初平四年，经治从事王朗与别驾赵昱的建议，陶谦派赵昱向献帝进贡以表示对汉室的支持，献帝接到陶谦的奏章后赞赏并升陶谦为徐州牧、安东将军；赵昱被任命为广陵太守，王朗被任命为会稽太守。同年，下邳人阙宣聚众数千人，自称天子，陶谦派军将其击杀。
当时，曹操之父、前任太尉曹嵩在琅邪躲避战乱，曹操命令泰山太守应劭迎接曹嵩到兖州。曹嵩携带辎重一百余车，陶谦派部将张闿护送曹嵩，但张闿贪图曹嵩资产而将其杀害。
初平四年秋，曹操以替父报仇为由，起兵讨伐陶谦，当时袁绍亦派部将朱灵督三营军相助。曹操大军先后攻拔十余城，曹将于禁攻克广威，沿泗水直至彭城。另前锋曹仁别攻陶谦部将吕由，破敌之后还与曹操合兵。陶谦引军迎击，却遭遇大败，只得逃离彭城，退保东海郯城，曹操乘机又破彭城，傅阳。当初各地流民依附陶谦，多在彭城间，此次遇曹操大军，皆遭杀戮，数万人被驱赶到泗水河淹死，尸体阻塞了河道，致使河水都不能流动。
其后曹操向东北攻费县、华县、即墨、开阳，陶谦于郯城一面遣别将救援被曹军围攻诸县，一面告急于青州刺史田楷。曹操围攻郯县，未能攻下，便转而攻取虑、睢陵、夏丘三县，所过之处全都遭到屠戮，鸡犬不留，旧城废址不再有行人。田楷此时与刘备率军来救，后曹操因兵粮告尽，终得退兵。陶谦表刘备为豫州刺史，屯小沛。
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。
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。当时，陶谦任命与自己同郡的下邳相笮融督管广陵、下邳、彭城运粮，其利用手掌握的粮食，起大浮屠寺，可容三千余人，悉课读佛经；又以信佛免役作号召，招致人户五千余，“每浴佛，多设酒饭，布席于路，经数十里，民人来观及食者且万人”。
陶谦任徐州刺史时，曾任用徐州富商麋竺为别驾从事，并任命与自己同郡的笮融督管广陵、下邳、彭城运粮，同时任用琅玡人赵昱、东海人王朗为别驾及治从事。正史也有称陶谦“疏远贤人、任用小人“者。
陈龙退回濮阳之后，濮阳、鄄城、白马、孟津、党、安阳连成一片，打造水陆交通，人马来回调度，物资来往不绝。然千算万算，算不到吕布受白蝴蝶蛊惑，竟然抛弃了盟约，悍然多路出兵，将水路、陆路运输全部切断，臧霸、魏续、侯成、宋宪四将围攻鄄城和白马，几番激战未分胜负，白马渡口航运暂时被切断。
张辽在陈留附近操练水军，从官渡切断了黄河漕运，吕布带着其余几个健将，领军渡江，白蝴蝶自然随在吕布左右。陈宫却讨了个守卫陈留的差事，吕布见他坚决，只好随他，心里却十分不爽。
欲知后事如何，且听下回分解。
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