1934秋，潘兰珍正式迁居南京。刚开始，她住在段锡朋家中。但因距离监狱较远，为了能更好地照顾陈独秀，她便在老虎桥监狱附近租了间破房子，每天上午九时到下午五时，在狱中照料陈独秀的生活。晚年的陈独秀在四川江津山村，其境遇着实凄凉，常常是无米下锅。但潘兰珍毫无怨言，体贴入微。实在揭不开锅了，潘兰珍就把陈独秀的一件皮袍托人进城送去当铺。潘兰珍还在住地的院子边上开垦了一块地，种上各类时鲜蔬菜，以解决没钱买菜的困难。陈见潘如此劳累，也去帮点小忙，但潘说什么也不要陈独秀动手。
许多年后，陈独秀的三子陈松年深情地回忆说：“她（指潘兰珍）待我父亲很好，父亲晚年全靠她。她平时少言语，做事勤快利落。我们对她很尊重，尊之为母，我的儿辈喊她奶奶。她和父亲相伴终身。”
陈独秀留给夫人潘兰珍的遗言是：“兰珍吾妻，望今后一切自主，生活务求自立……”陈逝世后，潘遵嘱除用北大同学会转来的钱给陈办葬仪外，凡各方赠赐概行谢绝。然后，她进入陈的友人朱蕴山、光明甫等在重庆附近办的农场工作，自食其力。不久，她与国民党一个下级军官结婚，但没多时丈夫又病故。抗战胜利后她回上海，在浦东一所小学校找到一份烧饭的工作。1949年11月，她因不幸身患子宫癌，病死于上海医院，享年41岁。
伤憾
1937年，陈独秀得知“中国托派中最杰出的女革命者——黎彩莲”逝世的消息时，在给赵济的信中说：“彩莲的死使我很悲伤。一生中我遭遇到这样的事已不算少，可是我从来不曾如此难受过，也许是我老了……”
1938年，王星拱请陈独秀到武汉大学任教，但因陈当时的处境，此事最后不了了之。陈在给陈中凡的信中曾婉转地说出了事情的原委：“武大不便聘我教书，我所学亦无以教人。”
1940年8月初，陈独秀在“延年医院”住院时，其石墙院家中遭窃，《小学识字教本》书稿及其他尚未出版的书稿被盗。另外，还有他的心爱之物——在武昌时杨鹏升为他所刻的“独秀山民”四字阳文篆书印章也被掠去。9月，陈家失窃案告破，被窃衣物大半追回，但印章及手稿却无法追回。小偷交待，当时打开箱子，见是书稿，怕暴露自己，一把火烧了。
陈家遭窃的次日，陈独秀在给杨鹏升的信中叹道：“弟为老病之异乡人，举目无亲，惟坐以待命耳！”
晚年，陈独秀说：“我的一生差不多是消耗在政治生涯中”，而“大部分政治生涯”是“失败”了；又说：“我奔走社会运动，奔走革命运动，三十余年，竟未能给贪官污吏的政治以致命的打击，说起来实在惭愧而又忿怒。”
1941年7月，陈独秀听说友人周光午、何之瑜、台静农、魏建功等于屈原祭日聚饮大醉之事后，作一诗赠魏建功曰：“诗人枉向汨罗去，不及刘伶老醉乡。”
因手稿被盗，陈独秀只能重新写《小学识字教本》。他去世前，正好注释到“抛”字。陈去世后，其老友朱蕴山赋悼诗云：“僵死到头终不变，盖棺定论老书生。”
晚年，友人劝陈独秀继续写自传，他摇头道：“弟之自传真不是不写，但写也不能出版，如之奈何。”
晚景
1937年9月，在美国的胡适曾为陈独秀联系过一家美国图书公司，请陈到美国去写自传，但陈以“生活很简单不用去美国，也厌烦见生人”为由婉拒。
晚年的陈独秀居无定所。1937年出狱后，先住到学生傅斯年在南京的家中。但抗战爆发，傅举家前往内地，陈便住到学生陈中凡家中。随着抗战的深入，他又移居武汉，后迁到重庆。
1938年8月3日，陈独秀的留日同学邓仲纯（邓稼先的二伯父）多方寻访，找到陈独秀，一定让陈到自己家中居住。陈遂举家迁徙到重庆市西南的江津县。谁知到达邓家后，邓夫人竟以“住房狭小”将他们拒之门外，使他十分难堪，懊丧地说：“倘非携带行李多件，次日即再回重庆矣。”幸蒙同乡旧交方孝远的招待，才在小客栈暂栖下来；7日，又得东门郭家公馆房东同情，挪出楼房一间，住了进去，聊以安身。陈叹道：“出门之难如此。”
1939年1月，陈独秀一家迁入邓仲纯开办的“延年医院”后宅。但邓夫人经常对他们恶言相向。邓仲纯之弟邓敬坤在《我所知道的陈独秀》中道出了邓夫人厌恶陈独秀的原因：“我那位二嫂是个旧脑筋，过去在北大时便对陈独秀爱逛八大胡同，喜欢拈花惹草的风流作派看不惯，生怕陈把我二哥带坏了，眼下对这一对老夫少妻更是万般厌恶，经常恶言恶语地给他们夫妇难堪。偏偏我二哥惧内又是出了名的，不敢出面制止。”
邓敬坤回忆：“民国二十八年夏天，气候炎热，陈独秀也学着当地人的样，上身啥也不穿，下身只穿条裤衩。几家人挤住在一起，男男女女，老老少少，就像当初在汉口难民所里一样，确实不大方便。有一天，我那平常就很顽皮的六岁小儿子，看到陈独秀秃着脑袋，打着赤膊，觉得好玩，就跑到陈独秀背后去摸他的屁股。这样一来，陈独秀大冒其火，责怪我们邓家的小孩没有教养。我不在家，二哥又在前面给人看病，我二嫂原本心里就有气，此时一听‘没教养’几个字，马上火冒万丈指着陈独秀的鼻子喝骂道：‘你说别人没有教养，你还是先看看你自己吧！六十岁的老头子娶人家年轻轻的大姑娘做老婆，你这算什么教养？大热的天几家人挤住在一起，男男女女一大屋人，你一个老东西赤身露体地在中间走来走去，你这又是什么教养？’……”
陈独秀被骂得目瞪口呆，潘兰珍高声和邓夫人吵了起来，邓仲纯闻声急忙扔下病人，飞步跑进院子，厉声喝斥夫人住口。可邓夫人不依不饶，捶胸顿足地边哭嚎边大骂让他们“滚出去”。陈铁青着脸，瞪着歇斯底里的邓夫人，眼中倏然滚出两滴老泪，怆然道：“不要与她一般见识，兰珍，我们走！”说罢，推搡着潘兰珍往楼上走去。当夜，陈独秀便带着一家老小，离开邓家，住进了三通街的栈房里。
之后，陈独秀遂接受江津资本家邓蝉秋、邓燮康叔侄的帮助，迁居到江津城大西门外30余里的鹤山坪施家大院。此处孩子多，院内嘈杂，不利于陈养病、写作，恰巧陈独秀因偶然机会购得本地前清进士杨鲁承的手稿，杨氏的孙子杨庆余得知后，邀陈独秀迁居杨宅，并请陈帮助整理杨之遗著。陈独秀应允，于同年8月又迁居杨宅的偏房（石墙院）。此处十分简陋，陈的卧室上无天花板，下即泥土地，且年久失修，雨天常常进水。室内只有两张木床、一张书桌、几条凳子和几个衣箱和书箱。唯一的装饰是书房墙上挂着一张岳飞写的“还我河山”四个大字的拓片。
陈独秀认真看过杨鲁承的全部手稿后，认为“多系转述古人学说而已，无甚创见，价值不大”，便直截了当告诉杨，不再为杨家整理。杨家早已江河日下，杨庆余为支助陈独秀还与几个兄弟发生了争执。听了陈的话，杨庆余心中愤愤，几乎不再跨陈氏夫妇的门槛，渐渐地也不再送柴米蔬菜了。
有人去采访过石墙院中当年与陈氏夫妇一起生活过的杨明兴、郭碧清、吴元珍，以及陈死后帮他净身、穿“老衣”的胡品中等人。郭碧清说：“我开初不晓得陈先生就是陈独秀，后来晓得了，也不清楚陈独秀是干啥子的。我只晓得陈先生是我杨二爷请上门的客，是个大文化人。经常有人从重庆、江津来看望他，全是滑竿来滑竿去的，外边的人看到了还以为陈先生很有钱，连偷儿也来弄过他一回。其实我们都清楚，陈先生是马屎外面光，穷得遭孽，陈太太天天下午、晚上和我们杨家几个媳妇搓麻将，瘾大胆子小，输多一点，打出一张牌手都在抖，还不是因为荷包里没几个钱。”
杨庆余之子杨明兴说：“陈独秀两口子是1941年春天搬上来的，搬来不久陈先生害病了，要送到重庆去医，连药费都没有，陈太太没法，托吴元珍进城，把一个大官送他的银狐皮袍都弄去当了。有时屋头揭不开锅了，潘兰珍还过我屋来借米。”
北大同学会先是委派罗汉来照顾陈独秀的生活，1939年罗汉在重庆遭日寇空袭时身亡后，北大同学会又委托何之瑜继续照看陈独秀。无论是罗汉还是何之瑜，都有自己的工作，不可能时时在侧。陈的嗣母谢氏此时也与陈氏夫妇一起生活，潘兰珍承担做饭、洗衣等家务，嗣母时已双目失明，陈还得给她送饭。
陈独秀本无积蓄，主要收入来源是为报刊撰稿所得的稿酬，但数量有限，要负担三个人的生活费，以及陈自己的医药费，颇为困难，靠北大同学会每月接济三百元，才勉强可以维持生活。
不得已，陈独秀只能典当、变卖。柏文蔚来江津看望陈，见他衣服单薄，便将身上的银鼠皮袄脱下来送给他。这件皮袄及他在狱中收到的十多件皮袍都进了当铺。为了节约开支，潘兰珍便在后院的空地上开辟了一处小园，种上了菠菜、辣椒、洋芋等蔬菜。空闲时，陈独秀也常常给菜圃浇水，施肥，捉虫。
物价暴涨使他们的生活难以为继，陈独秀听说江津西南的赤水县及江津上游的江安县物价尚低，治安较好，便打算到那里居住。他写信给任国民党少将的学生杨鹏升寻求帮助，但杨爱莫能助。而且在江津，好友邓仲纯可随时为他诊病，并且免除他所有的医费。所以，迁居的打算最后只好取消。
据说，在南京时，他的学生罗家伦、傅斯年曾亲自送钱给他，但他执意不收，驳得二人很失情面。端茶送客时还对二人说：“你们做你们的大官，发你们的大财，我不要你们的救济。”
对那些因仰慕而来又素无知交者，陈独秀也不愿无缘受赐。他还坚持无功不受禄。晚年，陈从事文字学研究，写了一部《小学识字教本》。原定由国民党政府教育部出版，并预支稿酬共5000元。但是，该书直到陈逝世也没有出版，因此陈一直不准家人动用那5000元。
杨鹏升素知陈的脾性，故常常想办法资助陈。他经常写信向陈索取字条、字联、碑文、金石篆刻，甚至要陈为其父写墓志，付给他资费；或者干脆以“无记名”方式给他寄钱。1939年10月，陈就“如数收到”了“某先生”让杨鹏升转寄的赠款600元。1941年3月份，陈独秀收到了杨鹏升附有“千元汇票一纸”的信，信中还提到求他写大字对联，但对于千元汇款却没有说明用处。10月，“某先生”又以同样的方式寄给他600元。
据台湾中研院近代史研究所档案馆朱家骅档案记载，国民党政府得知陈独秀的境况，曾以朱家骅的名义三次让张国焘赠给陈医药费14000元，第一次为1000元，第二次为5000元，第三次直接是蒋介石批准，为8000元。
北大给陈独秀寄钱，陈觉得不安，曾找出一本《连语类编》递给邓仲纯说：“北大寄钱给我，我也没有什么报答，便将这本油印稿送给北大。”
陈独秀在江津避居时，国民党仍对其进行监视，但陈却不在意。1941年3月初，在江津第九中学任教的何之瑜写信告诉陈，他所在的中学被国民党密探秘密监控。陈复函告诉何“不必谨慎过度”，宽慰道：“即使是侦探也不要紧，他们愿探的三件事：（一）我们与干部派（中共）有无关系；（二）我们自己有无小组织；（三）有无反对政府的秘密行动。我们一件也没有。言行再加慎重些，他能探听什么呢？”
