正己身來給部下作表率，反而盜取所沒收的康居國財物，告誡下屬說：‘絕域之事不必複查。’這些事雖發生在赦令之前，但不宜再擔任官職。”陳湯因此被免官。後來陳湯上書說：“康居王送來作人質的王子，不是真王子。”經查證，確實是王子。陳湯被捕下獄，應處死刑。
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太中大夫穀永上書為陳湯辯護說：“我聽說楚國有子玉得臣（楚將），晉文公（因畏懼他）坐不安席；趙國有廉頗、馬服君（趙奢），強大的秦國不敢窺視井陘關；近代漢朝有郅都、魏尚，匈奴不敢南下侵犯沙漠以南。由此說來，克敵製勝的將領，是國家的爪牙，不可不重視。君子聽到戰鼓之聲，就思念將帥之臣。我私下看到關內侯陳湯，先前斬殺郅支單於，威震百蠻，武功暢行西海，自漢朝建立以來，征伐域外的將領，從未有過這樣的功績。如今陳湯因上書所言不實獲罪，被長期囚禁，久拖不決，執法的官吏想判他死罪。從前白起為秦國大將，南拔楚國郢都，北坑趙國趙括大軍，因微小的過失，被賜死在杜郵；秦國百姓憐惜他，無不落淚。如今陳湯親執兵器，席卷萬裡之外，浴血奮戰，將功勳祭告祖廟，向上帝稟告勝利，披甲將士無不仰慕他的忠義。因上書言事不當而獲罪，並無顯赫的罪惡。《周書》說：‘記住人的功勞，忘記人的過失，這才是君主應有的氣度。’犬馬對人有了勞苦，尚且加以帷蓋（埋葬）的報答，何況國家的功臣呢！我擔心陛下忽略了戰鼓之聲，不體察《周書》的深意，而忘記了帷蓋的恩施，像對待平庸之臣那樣對待陳湯，最終聽從獄吏的判決，讓百姓耿耿於懷，產生像秦國百姓對白起那樣的怨恨，這不是勉勵為國死難之臣的做法啊！”
奏章呈上後：成帝釋放了陳湯，剝奪爵位，貶為普通士兵（士伍）。
恰逢西域都護段會宗被烏孫軍隊包圍：驛騎飛馬上書朝廷，請求征發西域城邦各國和敦煌的軍隊救援；丞相王商、大將軍王鳳及百官商議多日不能決定。王鳳說：“陳湯多謀善策，熟悉外國事務，可以問他。”成帝在宣室召見陳湯。陳湯攻打郅支時中了風寒，雙臂不能屈伸；陳湯入見，成帝下詔不必跪拜，把段會宗的奏章拿給他看。陳湯回答說：“我認為這事一定不必擔憂。”成帝問：“為什麼這麼說？”陳湯說：“胡兵五人才能抵一個漢兵，為什麼？兵器粗鈍，弓弩不利。如今聽說他們多少學了些漢人的技巧，但仍需三人抵一個漢兵。再說《兵法》上說：‘客兵需倍於主兵，然後才能勢均力敵。’現在包圍段會宗的敵兵人數不足以戰勝他。請陛下不必憂慮！況且軍隊輕裝一天可行五十裡，重裝一天行三十裡。如今段會宗想征發城郭各國和敦煌的軍隊，需很長時間才能到達，這是所謂報仇的軍隊，不是救急的部隊。”成帝問：“那怎麼辦？包圍一定能解嗎？估計何時能解？”陳湯知道烏孫軍隊是烏合之眾，不能久攻，按慣例不過幾天，於是回答說：“已經解圍了！”他屈指計算日期，說：“不出五天，會有好消息傳來。”過了四天，軍報送到，說包圍已解。大將軍王鳳奏請任命陳湯為從事中郎，幕府大事都由陳湯決定。
漢成帝河平元年（癸巳，公元前28年）
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春季：杜欽向王鳳推薦犍為人王延世，讓他堵塞黃河決口。王鳳任命王延世為河堤使者。王延世用長四丈（約9.2米）、大九圍（直徑約0.45米）的竹籠，裝滿小石塊，用兩條船夾載著沉入決口處。三十六天，河堤修成。
三月：下詔任命王延世為光祿大夫，俸祿為中二千石，賜爵關內侯，賞黃金百斤。
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