三國演義裡，曹操逃離董卓時，在中牟被抓住，是縣令陳宮釋放了曹操，還棄官和他一起逃亡，因為呂伯奢被殺，陳宮看透了曹操的為人。又是因為他憤于曹操在徐州殺害百姓，是以為呂布效力，直到失敗被曹操殺死。
從演義裡陳宮和曹操的這段經曆來看，陳宮為人正直，心懷天下，是非分明，是個好男子，而曹操純粹是一個忘恩負義的大奸賊。
但從曆史看，事實并非如此。曹操在逃亡陳留的路上，确實被抓住過，縣功曹明知他是曹操，“中牟疑是亡人，見拘于縣。時掾亦已被卓書；唯功曹心知是太祖，以世方亂，不宜拘天下雄俊，因白令釋之。”這個縣令，并沒有說是陳宮。陳宮，其實是曹操在兖州時的将領，曹操征徐州時，他受命留守東郡。
陳宮後來投靠呂布，和張邈有關，張邈字孟卓，任陳留太守，原來和曹操、袁紹是朋友，他們都參加了讨董戰争，張邈得罪了袁紹，袁紹指使曹操殺他，被曹操拒絕了，曹操征徐州時還囑咐家人：“我如果回不來，你們就去投張邈。”當時袁紹勢力最強大，張邈疑心曹操最終會屈從袁紹而害他，是以趁曹操征徐州，勾結呂布反對曹操。陳宮也勸張邈：“今雄傑并起，天下分崩，君以千裡之衆，當四戰之地，撫劍顧眄，亦足以為人豪，而反制于人，不以鄙乎！今州軍東征，其處空虛，呂布壯士，善戰無前，若權迎之，共牧兗州，觀天下形勢，俟時事之變通，此亦縱橫之一時也。”這裡看出來，陳宮背曹投呂，主要是認為曹操勢力單薄，而把名震天下的呂布看作是個績優股。從他不願受制于人的言論看，他還想着有一天能自立為王。在張邈的配合下，陳宮把自己鎮守的東郡出賣給了呂布。
陳宮到了呂布手下，也并非忠心耿耿。建安六年六月，呂布手下将領郝萌造反，圍攻呂布，呂布狼狽不堪，“布不知反者為誰，直牽婦，科頭袒衣，相将從溷上排壁出，詣都督高順營”，高順彈壓了叛亂，郝萌部下曹性殺死了郝萌，呂布問起郝萌叛亂的原因，曹性說：“萌受袁術謀。”呂布又問：“謀者悉誰？”曹性說：“陳宮同謀。”“時宮在坐上，面赤，傍人悉覺之。布以宮大将，不問也。”陳宮既然能把自己的舊主公曹操出賣給呂布，也可以再把新主公呂布出賣給袁術，可能因為陳宮帶領着原來從曹操手下叛離的人馬，呂布不敢輕易下手，但是他後來不信任陳宮，也是正常現象了。
曹操圍攻呂布時，陳宮建議呂布領軍在外，陳宮守城，互相策應，這個計策在戰術上是合理的，但呂布的妻子說：“昔曹氏待公台如赤子，猶舍而來。今将軍厚公台不過於曹公，而欲委全城，捐妻子，孤軍遠出，若一旦有變，妾豈得為将軍妻哉！”連她也知道陳宮是個不可靠的反複小人，呂布怎麼敢把留守重任交在陳宮手裡呢？
陳宮被曹操抓住後，還算硬氣，他自己承認：“為臣不忠，為子不孝，死自分也。”是以他也不企求曹操，大大方方地死了。