抗日战争胜利后，国共两党的较量随之开始。当时，南京是国民党的心脏，这座有着96万人口的城市，仅国民党的军政人员就有11万之多，入编在册的警察近万人。蒋介石曾自信地称南京是一座“铁桶一样的城市”。只要能扼住南京，那就相当于扼住了国民党的命脉。
党组织将在南京开展地下党的工作交给了陈修良负责，足以看出陈修良的工作能力和党对她的信任。身为一名女同志，虽然身板柔弱，但她忠诚、有胆识、也有丰富的经验，这是十分难得的。
从1927年蒋介石第一次制造白色恐怖，实行所谓的“清党”以来，我党在南京的地下组织已经先后八次被破坏，八任市委书记壮烈牺牲。在南京，几乎很难找到一名地下党员。陈修良要在这样的环境下，在南京开展地下工作，还要在国民党的心脏上插上一刀，难度可想而知。
抗日战争胜利后，南京地下党组织开始恢复，组建了一支大约共有220多名地下党员的队伍，他们被分布在不同的位置上。蒋介石为严防地下党渗透，更是宁可错杀一百，也不放过一个人。在这样的背景下，这些党员的工作很难展开，取得的成效也很微弱。
1946年4月，陈修良准备赶往南京负责组建党的地下工作，沙文汉亲自将妻子送至长江边上。夫妇两人明白，南京险象环生，但此次任务重大，陈修良已经做好了随时牺牲的准备。临别前，她对丈夫感慨道：“风萧萧兮易水寒，壮士一去兮不复还！”。
沙文汉强行压下心中的不舍与担忧，当即作诗赠给妻子：
“男儿一世当横行，巾帼岂无翻海鲸？欲得虎子须入走，如今虎穴是南京！”
1946年春，陈修良抵达南京后，秘密召开了一次有关地下党的重要会议。参会的人员只有五人，分别是：陈修良书记，刘峰副书记，朱启鸾、方休、王明远三名委员。由于形势严峻，经过反复权衡，会议的最终地址定在了磨盘街45号，这是个隐蔽的小院。
会上，陈修良向与会人员传达了毛主席和朱总司令关于“重建南京地下党组织”的重要指示，大家认真听取了这一发言，并对未来地下工作的开展有了大致的了解。
在南京秘密工作期间，陈修良扮作阔太张太太，住在中共南京市委委员朱启銮家里，之后，她又当起了别人的“姑妈”，住进了中共地下党员柏焱和柯秀珍家中。繁忙的工作几乎压榨了她所有的时间。
当时，尽管南京跟上海距离很近，但陈修良几乎没有什么时间回家看望女儿。一次，当她到上海工作，顺路回家看望女儿时，却发现女儿已经不认识自己了。离开前还不到3岁的女儿已经长成了一个8岁的小女孩。
她看到身穿旗袍戴着眼镜的陈修良后，用上海话，一脸天真地问道：“你是谁？来找谁呀？你是家里新来的保姆？”
听着女儿稚嫩的声音，陈修良顿时泪如雨下，她慈爱地看着女儿，哽咽地说道：“我是你的妈妈呀。”
女儿愣了一下后，当即高兴地大叫起来：“你是我妈妈，我有妈妈了，我有妈妈了。”
陈修良回家看了看女儿，待了片刻后，便匆匆告别，再次回到了南京继续工作。陈修良担任市委书记后，先后成立了学委、工委等各个组织，向国民党的各个军政机构深入渗透。在陈修良的指挥下，南京地下党连成一片，构成了严密的情报网，地下党组织成员见缝插针地跟敌人周旋、斗争。
根据我党多年来的经验教训，南京地下党订立了十六字工作方针，即“长期埋伏、隐蔽精干、积蓄力量、以待时机”。在陈修良的领导下，南京地下党的斗争也越发趋于成熟，并有了应对危机的能力。除此之外，她还十分重视对党员的教育，即使有人被捕，也不会有人背叛革命，足以看出陈修良在从事地下工作时的能力。
地下党要做到“像酵母菌在面粉里一样，只看见面团发起来而看不见酵母菌的存在”。这是我党在总结多年血与泪的教训后得出的。陈修良也是这样组建队伍的。
打入南京国民党各个军政机构中的地下党员都有着较高的文化程度，他们深深地融入到了群众中，始终跟群众站在一起，获得了广大人民群众的支持和信赖。也正因如此，在蒋介石“宁可错杀一百，不可放过一个”的疯狂挥刀下，南京地下党还能坚持到解放，为人民解放军解放南京作出了重要贡献。
1946年，蒋介石单方面撕毁和平协定，发起内战。南京城内尽管一片和平，但却暗流涌动，各界民众对蒋介石发起内战的决定十分不满。同年12月，北平的学生率先举行了抗议游行的示威活动，很快，南京的大学生也深受鼓舞，群情激愤。
陈修良感知到这一变化后，立即命令“学委”行动起来，组织学生参加游行示威活动，但同时，她也强调要特别注意国民党方面的反应，保证学生安全。
内战发生后，国统区内物价飞涨，市场一片混乱，人民的生活一团糟，越来越多的人吃不饱、穿不暖。就连有国民党背景的大学教授都叫苦不迭：“全国的教员和学生，衣服不能御寒，吃食没有营养，住处不蔽风雨，实验室也不能开，图书馆也没有书可看。”
一时间，反饥饿、反内战成为了国统区人民的共同心声。中共中央经过深思熟虑，要求组织一次规模浩大的学生运动，由南京率先开始，向全国各大城市辐射。
接到命令后，陈修良立即传达了相关指示，并强调了斗争方法：
“第一，尽量把反饥饿、反内战两个口号巧妙地结合起来；第二，在斗争中尽量不暴露党的组织，不提政治色彩过于浓的口号；第三，尽量利用各种合法的机会，各种宣传形式，如标语、口号、歌曲、活报剧等。尽量团结多数，特别是团结教授，争取工人和居民的支持。同时要注意国民党政府的反动分子的镇压和破坏。”
这次的反饥饿、反内战运动开展得十分成功，在广大人民群众中间引起了极为广泛的影响。
此后三年时间里，南京市委在陈修良的领导下继续发展，地下党的情报网络已经覆盖国民党三军、警察队伍、保密局、国防部、电话局等各个机要部门，就连专为蒋介石接线的部门都已经被我党的同志们成功渗入了进去。此后，国民党的军事情报，包括兵力部署、作战计划和人员调动等信息源源不断地被送往延安，为我党在与国民党军的作战中抢占了先机。
陈士榘曾对陈修良作出了极高的评价：
“在陈修良这位巾帼英雄的热情与坦诚及其出色的工作和领导下，在解放南京的伟大战斗中，南京地下党和各界人民群众，展示了高超的斗争艺术，建立了不可磨灭的功绩”。