1935年，紅軍退出中央蘇區，南昌行營已無存在之必要。行營撤銷後，蔣介石委員長侍從室改為一、二兩個處，第一處設總務、參謀、警衛三個組，第二處設秘書、研究兩個組，後又成立主管人事和培訓的第三處。一處首任主任是原侍從室主任晏道剛，三處主任一直是陳果夫，二處主任一直是陳布雷。
"侍二處"作為蔣介石的秘書班子，陳布雷則是其秘書頭子。陳的首席秘書蔣君章曾把"侍二處"比做清朝的"軍機處"，似乎並不誇張。"侍二處"的服務對象只有一個人，即最高統治者蔣介石。凡黨政部門向蔣介石提出的報告和請示，包括政治情報在內，都由"侍二處"先加以整理，附上處理意見，再送蔣介石；蔣介石下發的指令、電報、批示，大部分由"侍二處"起草、簽發。陳此時已成了蔣介石與下屬之間的聯絡站，國民黨大政方針的"半個加工廠"。他雖不能代替蔣介石決策，但可幫助思考，平章國事，代替蔣的頭腦；同時還可影響蔣的觀點，促使蔣下最後決心，因而掌握巨大權力。
陳布雷出任"侍二處"主任的十年間，還兼任過一些重要職務。1935年11月國民黨"五中全會"會上，陳布雷被推為中央執行委員，並出任中央政治會議副秘書長。抗戰開始，軍委會增設秘書廳，陳任副秘書長(張群為秘書長)，並任國防最高委員會副秘書長。1938年7月"三青團"成立，陳任臨時中央干事兼常務干事。抗戰勝利，侍從室取消，陳專任國防最高委員會副秘書長，直到他死去。1947年他為國府委員，並升任中政會秘書長。1948年5月，蔣介石當上大總統，原擬讓陳出任總統國策顧問，但陳堅持只任國府委員兼總統府國策顧問。這些年來，陳官職雖有變化，但他一直是充當蔣介石的最高幕僚，參與機要。
陳布雷常說，他願做NO.2，而不願做NO.1(表示願做二號，不願做一號)。就是說，他喜歡在幕後做羽扇綸巾的策士。蔣介石周圍眾多的智囊中，陳布雷是對他最有影響的謀士之一。陳作為專職的謀士，其計多謀絕。他曾對人說："我接近委座，愧無積極貢獻；僅在消極方面，曾作善良之建議而已!"
蔣介石在遇到重大問題或重大事件發生時，經常單獨約陳布雷進行密談，征求陳的意見，再由陳起草正式決定；有時蔣介石作出決定，再由陳布雷加以權衡，加以完善。例如，抗日戰爭勝利後不久，新疆伊犁、塔城、阿山三區爆發了民族武裝革命，反抗國民黨在新疆的反動統治，蔣介石將白崇禧的采取政治解決辦法與三區進行和平談判的意見轉詢陳布雷，陳表示贊同並建議蔣介石采納這一方案。
陳布雷作為蔣介石的幕僚，他恪盡職守，兢兢業業，既不搭攀派系，也不拋頭露面；既不取巧怠慢，也不奢侈豪華。做事謹慎，位高而檢點，從不越權，為蔣所放心。陳到南京任職後，家眷仍留上海，平時極少回家探望，整天守在他的小樓一角，即使偶爾外出，也一定留下所去處的電話號碼，以便讓蔣介石隨時都可以找到他。他枕頭邊的茶幾上放有一部可與蔣介石以及各重要地區主管者直通的電話，雖足不出戶，卻可及時通曉各方面的機密要聞。對于自己的忠于職守，陳布雷曾對人表白道："自二十四五年以來，給事于領袖左右，平時謝絕一切酬應，摒絕一切家事，區區愚忠，無非欲騰空此身，俾將全部時間，自早至午夜，全歸領袖之支配……"
陳布雷不僅是蔣介石的謀士，對蔣介石起參謀咨詢作用，而且是國民黨宣傳方面的主要主持者和決策人之一。1931年陳布雷出任教育部長，中央宣傳部制定工作方針、計劃，大都要向他請示報告。抗日戰爭勝利後，侍從室改組，陳布雷出任國防最高委員會副秘書長，不久又改任中央政治委員會秘書長。在此期間，蔣介石撥款100億元法幣讓陳組織一個旨在進行反共反民主運動的"宣傳小組"，一切國民黨官營或供養的通訊社、報社、雜志社、書局、出版社、廣播電台以及與宣傳有關的機構，都要遵奉"宣傳小組"的指令行事，陳布雷也因此而被國民黨主管文化宣傳的大員們稱為"宣傳作戰"的參謀總長。