在强敌压境和内部分裂之下，本无坚守之志的唐景崧很快奉旨内渡，陈季同率“驾时”、“斯美”等4艘轮船同时返回厦门，不久再率轮赴南京呈缴，然后定居上海。民主国之事，虽然事先得到张之洞和总署的同意默许，实行时却多少超越了清廷的界限，内渡各员因此受到追究，“有劾唐薇卿者，事连敬如，已派黄公度密查矣”（《郑孝胥日记》，第1册，542页。）。此事后虽不了了之，但民主国官员从此不得任用。文武全才、一身本事的陈季同，只能“侨居上海，以文酒自娱。西人有词狱，领事不能决，咸取质焉。为发一言，或书数语与之，谳无不定，其精于西律之验如此。西人梯航之来吾国者，莫不交口称季同”（《福建通志》列传卷三九，清列传八。）。人称上海四庭柱之一的“领事馆的庭柱”（《孽海花》，423页。）。晚清法律人才奇缺，陈季同却英雄无用武之地，反而为来华外人所借重，实在是社会畸形的表现。而且这种情况颇具典型性，1896年闽浙总督边宝泉对此有一段痛心疾首的总结：“闻船政学生学成回华后，皆散处无事，饥寒所迫，甘为人役。上焉者或被外国聘往办事，其次亦多在各国领事署及各洋行充当翻译，我才弃为彼用，我用转需彼才，揆诸养才用才之初心，似相刺谬。”（《光绪朝东华录》（四），3823～3824页，北京，中华书局，1958。）
身处逆境的陈季同毕竟不甘寂寞，努力有所作为。他与洪熙、林崦等人设立大中公司，招股请办苏宁铁路，事为盛宣怀所阻。（参见《李鸿章全集》，第3辑，722～723页。）1897年7月，他受两江总督刘坤一委派，到上海总办南市外马路工程善后事宜。浦滩新马路告竣，陈季同曾向沪北洋行议订承税和购置马路应用工具以及雇用西捕管理马路。（参见汤志钧主编：《近代上海大事记》，514、517页，上海，上海辞书出版社，1989。）这时维新运动兴起，各地趋新人士会聚上海，陈季同转而与之结合。1896年，麦孟华、梁启超等人每晚到马相伯处学拉丁文，与陈季同等人相识。1897年底，陈季同与经元善、梁启超、严信厚、郑观应、汪康年、康广仁等创设女学堂。（参见丁文江、赵丰田编：《梁启超年谱长编》，56、72页，上海，上海人民出版社，1983。）是年8月，陈季同和陈寿彭、洪述祖等创办《求是报》，自任主笔，月出3册，分内外两编，内编为交涉、时事、附录，外编为西报、西律、格致、泰西稗编诸门，所采多录法文书报，“多译格致实学以及法律规则之书”（《石遗先生年谱》，97～98页。）。后因林旭的推荐，增聘陈衍为主笔，刊发论说，风行一时，成为维新思潮的一部分。同时又与福建人士力钧等组织戒烟公会，并与康有为、梁启超、谭嗣同、汪康年、康幼博、曾广铨等人结交，经常往来于《时务报》报馆，参与翻译农书，开办蚕务等事。
1898年5月21日，他在上海郑观应邸参与发起组织亚细亚协会。该会为1897年德国占领胶州湾后，中日两国人士谋求民间同盟救国兴亚的产物，分别在日本成立东亚会，在中国成立亚细亚协会，各有两国人士参加。是日与会者除日本人士外，有郑观应、文廷式、郑孝胥、何梅生、志钧、张謇、江标、严信厚、薛培萃、盛宣怀、汪康年、曾广铨、经元善、唐才常等（参见《兴亚大会集议记》，载《湘报》，第69号（1898年5月25日）；《郑孝胥日记》，第2册，657页。），日本驻上海领事小田切万寿之助为正会长，郑观应为副会长，有议员24人，官商界入会捐资者达百余人（参见郑观应：《亚细亚协会创办大旨》，见夏东元编：《郑观应集》下册，220页，上海，上海人民出版社，1988。另参［日］藤谷浩悦：《戊戌变法与东亚会》，载《史峰》，第2号（1989年3月）。）。据开启此事先机的日本东邦协会福本诚描述，任职于江南制造局翻译馆的陈季同颖悟通达，但是危险人物。（参见［日］东亚同文会编：《对支回顾录》下卷，877页，东京，原书房，1968。）戊戌政变后，该会被迫解散。
不过，此时陈季同又办了一桩糊涂事。戊戌期间，湖南实行新政，兴利革弊，为开发管理日渐兴旺的矿业，于1897年成立矿务总局。其中欧阳、朱姓二委员因在汉口推销矿砂不利，擅自到上海与法商戴玛德立约，“不特尽卖水口山之矿，即凡湖南之矿，都要请示于戴玛德”。事情败露，湘抚陈宝箴欲将二人交长沙府革讯，二人自具甘结，愿到沪将合同销毁。此合同原由陈季同说合见证，为使事情进展顺利，又派俞明震赴上海游说陈季同，并由邹代钧函告汪康年，万一不能了结，则聘请律师与之理论。陈季同认为废约“不免贻笑外人，且累当日说合者不少也”（陈季同函之1、3，见上海图书馆编：《汪康年师友书札》二，2010、2011页，上海，上海古籍出版社，1986—1988；邹代钧函之49，见《汪康年师友书札》三，2722页。），说服汪康年反劝湖南不废合同，以免有碍大局，有伤国体。邹代钧不得已，长函详细说明原委，指“欧、朱之罪，诚不在崇厚之下”，“若此合同而不可废，则凡湖南之人在外飘荡者，均可卖湖南官局之砂矣”，示以必须据理以争，一争到底的决心，并说：“陈季同明白人也，近日颇无赖，似宜防之。”（邹代钧函之52，见《汪康年师友书札》三，2724～2725页。另参吴樵函，见《汪康年师友书札》一，536～537页。）陈办此类事往往不尽如人意，究其原因，不谙国情与夹杂私心都不免有之。
戊戌政变后，报载党禁消息，陈季同畏遭株连，游历黔蜀齐鲁等地，协助李鸿章在山东治河，著《治河刍议》，“言改堤束水刷沙之法甚详，并谓治水须从源起”（《福建通志》列传卷三九，清列传八。），因费用过大而不见用。又与比利时商人联系订购挖泥喷泥机船，及借款开发沂矿，均无结果。（参见《李鸿章全集》，第3辑，867页。）返回上海后，即校阅其弟陈寿彭所译《海道图说》。此书原为他人翻译的《英国测量中国江海水道图说》，共5卷，汪康年托陈寿彭校对，因错误太多，遂重新译过。陈季同审阅新译稿，“初见以为善，继则以为不足。盖南则缺于钦州、琼州至老万山一大段，北则缺于图们江、珲春一小段。欲全图们江，必须绕越高丽而上至于混同江口，以全中国旧界为止。原书止于一千八百九十四年甲午，自是而后，新出礁石以灯塔浮锚改易者不少，非续补之不为功”，遂为搜罗秘籍以及领事署档案，成书多出原著一倍。（参见陈寿彭函，见《汪康年师友书札》二，2032～2033页。）
政海迭遭挫折的陈季同仍然关注时政，1900年初，经元善因领衔和千余名士绅反对废光绪立新储，被清政府逮捕。陈季同事先曾予为布置，事后又设法解救。（参见王维泰函，见《汪康年师友书札》一，184页。函谓：“阅报及接经润生兄书，知联老果遭不测。泰为伊事与陈敬翁再三布置妥贴，催其速归，奈伊家属不听。联老平日作事甚不满于妻子，此次不欲其速归，别有深意，言之可伤。”）保皇会计划闽粤用兵，康有为欲利用马江船政局，认为：“最好能得精通法文之陈敬如以联络之，则法监督等俱为我用。”（上海市文物保管委员会编：《康有为与保皇会》，94页，上海，上海人民出版社，1981。）义和团事起，各国出兵，陈与汪康年等人呼应，通过沈瑜庆上书两江总督刘坤一，提出：“为今计，南方数省，建议中立，先免兵祸，隐以余力助北方，庶几有济。”（《福建通志》列传卷三九，清列传八。）暗中则介入中国国会的武力变政密谋。当时湖北有黄小琴“愿办宜、荆一带下交事宜”，其人“极有肝胆，此次尤忠愤填膺，寝食不安，又兼将门之子，其先公旧部颇多，又久于襄鄂”，国会方面认为“实是本店一得力伙计也，不可不重用之”。而陈季同熟悉其人。为此国会不仅向陈了解情况，还托其致函黄小琴。（参见《汪康年师友书札》四，3685、3687页。详参拙文《论庚子中国议会》，载《近代史研究》，1997（2）。）
不久，上海绅商议仿红十字会例救济京津难民，而中国船不得入战地，“众咸束手。季同曰：我在则行，可无事。为发电告驻京各公使及主兵之酋。西人闻季同名，皆遵约束，于是季同率救济轮船悬龙旗直入大沽，两岸洋兵欢呼雷动，而中国避难士民群集求援。盖南北隔绝音问已数月矣。至是而苏留月余，为部署一切而返”（《福建通志》列传卷三九，清列传八。）。