太后立吕氏宗族的人为王，陈平假装顺从这件事。等到吕太后去世，陈平跟太尉周勃合谋，终于诛灭了吕氏宗族，拥立孝文皇帝即位，此事陈平是主要策划者。审食其被免去左丞相一职。

孝文帝即位后，认为太尉周勃亲自率兵诛灭吕氏宗族，功劳多；陈平想把右丞相的尊位让给周勃，于是托病引退。孝文帝刚刚即位，觉得陈平病得奇怪，就去探问他。陈平说：“高祖时期，周勃的功劳不如我陈平。到诛灭吕氏宗族时，我的功劳也就不如周勃了。我愿把右丞相的职位让给周勃。”于是孝文帝就任命绛侯周勃为右丞相，位次名列第一；陈平调职为左丞相，位次名列第二。赏赐陈平黄金千金，加封食邑三千户。

过了一段时间，孝文皇帝已经渐渐明了熟悉国家大事，在一次接受群臣朝见时问右丞相周勃说：“全国一年中判决的案件有多少？”周勃谢罪说：“不知道。”孝文皇帝又问：“全国一年中钱粮的开支收入有多少？”周勃又谢罪说不知道，急得汗流浃背，惭愧自己不能回答。于是皇上又问左丞相陈平。陈平说：“有主管的人。”皇上说：“主管的人又是谁？”陈平说：“陛下若问判决案件的情况，可询问廷尉；问钱粮收支的情况，可询问治粟内史。”皇上说：“如果各自有主管的人，那么您所主管的是些什么事呢？”陈平谢罪说：“为臣诚惶诚恐！陛下不知我才智低劣，使我勉强担任宰相的职位。宰相一职，对上辅佐天子调理阴阳，顺应四时，对下养育万物适时生长，对外镇抚四夷和诸侯，对内爱护团结百姓，使公卿大夫各自能够胜任他们的职责。”孝文帝于是称赞他回答得好。右丞相周勃大为惭愧，退朝后埋怨陈平说：“您怎么不在平时教我对答这些话！”陈平笑着说：“您身居相位，不知道丞相的职责吗？陛下如若问起长安城中盗贼的数目，您也要勉强凑数来对答吗？”这时绛侯周勃自知自己的才能比陈平差远了。过了一会时间绛侯周勃托病请求免去右丞相的职务，陈平独自担任整个丞相的职务。

孝文帝二年（前178），丞相陈平去世，谥号为献侯。他的儿子恭侯陈买接替侯位。陈买为侯二年去世，他的儿子简侯陈恢接替侯位。陈恢为侯二十三年去世，他的儿子陈何接替侯位。陈何为侯二十三年时，犯了抢占他人妻子的罪，处以死刑，封国被废除。

当初陈平曾经说过：“我经常使用诡秘的计谋，这是道家所禁忌的。我的后代如果被废黜，也就止住了，终归不能再兴起，因为我暗中积下了很多祸因。”此后陈平的曾孙陈掌靠着是卫家亲戚的关系，希望能够接续陈家原来的封号，但终究未能实现。

太史公说：陈丞相陈平年轻的时候，原本喜欢黄帝、老子的学说。当他在砧板上分割祭肉的时候，他的志向本来已经很远大了。他彷徨于楚魏之间，最终归附高帝。他常常想出妙计，解救纷繁的危难，消除国家的祸患。到了吕后执政时期，诸事多有变故，但陈平意能自免于祸，安定汉室，保持荣耀的名望终身，被称为贤相，难道不是善始善终吗！假若没有才智和谋略，谁能做到这一步呢？

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