在經營航運業的同時，陳嘉庚繼續向橡膠業挺進。他把一個菠蘿罐頭廠改為橡膠加工廠，還把恒美熟米廠改為謙益橡膠製造廠，生產膠布。經美國經紀人的介紹，所產膠布大半銷於美國。原來購進製罐用的白鐵皮，因成為軍需品而變得昂貴，陳嘉庚看準時機將其轉售與人，既避免了資金積壓，又牟取了暴利。
由於善於捕捉信息掌握行情，能及時改換經營方向，陳嘉庚不僅安然渡過戰爭難關，而且獲得豐厚的利潤。到大戰結束時，他已獲純利450餘萬元，成了聞名南洋的大實業家。
第一次世界大戰之後，陳嘉庚把經營重點從菠蘿罐頭業轉到橡膠業，所有罐頭廠一一讓出。他先買下1000英畝橡膠園和2000英畝荒地作為原料基地，繼之又投資50多萬元，與人合組裕源、振成豐、檳城三個橡膠公司，準備在橡膠業大展宏圖。
出乎陳嘉庚意料的是，橡膠業的經營並非像他想象的那樣簡單，他的企業在激烈的商戰中徘徊前進。1920年，裕源、振成豐、檳城三家橡膠公司，因膠價下跌和股東意見不合而改組，陳嘉庚退出，一下就損失了30多萬元。他的橡膠園也因膠價下跌停止采膠，為此需墊出大筆資金。此時陳嘉庚雖每年獲利近百萬元，但與損失、墊本以及多付利息等項相抵，大致出入相當。這一切對雄心勃勃的陳嘉庚來說，不能不是個嚴重打擊，但他毫不氣餒。他的個性是，越是條件不利，困難擋路，越能激發起鬥誌。從1922年起，他全力以赴地投入商戰，很快便使自己的企業出現轉機。
由於橡膠市場接連兩年不景氣，馬來西亞各城的小橡膠廠大都虧損，處於停工或半停工狀態，廠主悲觀失望，多欲將工廠出售。陳嘉庚認定這又是一次機遇。他親自前往馬來西亞，一舉收買了9家橡膠廠，並投資擴充各廠的廠房設備，充實生產能力。回到新加坡後，他又對已經關停兩年的檳城橡膠廠進行恢複與擴建。以上10廠，均於1922年內改造完畢，投入生產，每月可產膠布3萬餘擔，獲利100多萬元。
1923年，陳嘉庚的謙益橡膠廠與信誠、振成豐兩家橡膠廠合作產膠，不久兩廠毀約，使陳嘉庚損失10萬元。不過，他不計小節，信守商業信譽的名聲因此而更大了。1924年，陳嘉庚繼擴充橡膠廠之後，又把加強橡膠熟品製造作為發展重點，啟用技術人才，試製各種車輛輪胎、膠靴鞋、醫療用具和生活日用品。試製成功後，即擴充廠房機器，投入生產。這一年，陳嘉庚還在國內廈門開辦了百貨公司、醬油廠及同安、同溪、溪安等公路公司，擴大了他在國內的營業範圍。
橡膠製品在當時的南洋尚屬新興工業品，其優點未被人們普遍認識，銷路不大，一般商人多不願代理推銷。為使自己的產品銷路暢通，陳嘉庚決定在馬來西亞、印度尼西亞的重要城市設立分行自銷，擴大宣傳和影響。他親自前往雅加達、萬隆、泗水等城考察，訪問當地華僑巨商，掌握市場信息。不久，便在馬來西亞、印尼各地設立了十多個分店。由於產品新穎，推銷有方，陳嘉庚橡膠廠的各類產品很快暢銷開來，贏利甚多。
1925年，陳嘉庚再接再厲，又在香港、上海等十多個大城市增設分店，在世界一些主要國家設立代理商，並買入橡膠園五六處，麵積近1萬英畝，加上他以前購置的橡膠園，共達1.5萬英畝，成為華僑中最大的橡膠墾殖者之一。這一年，由於英國政府限製殖民地的橡膠生產，引起膠價上漲。陳嘉庚的企業未被英人限製住，仍在突飛猛進地發展，而且利用膠價上漲之機，推銷出更多的產品，創造了一年淨利近800萬的紀錄。從此陳嘉庚登上了橡膠大王的寶座，名震海內外。
從1922年至1925年，是陳嘉庚經商生涯中最輝煌的三年。他的事業發展到了頂峰，除橡膠廠外，還擁有米廠、木材廠、冰糖廠、餅幹廠、皮革廠等各類工廠30餘家，國內外分店百餘家，職工兩萬多人，總資產1200餘萬元，約值黃金百萬兩，成為南洋著名的大富商。
遺憾的是好景不長，從1926年起，陳嘉庚的經濟事業開始走下坡路。這一年，英國、美國、荷蘭等國都因橡膠製品利潤豐厚而大量投入生產，圖謀把陳嘉庚排擠出橡膠市場。各國橡膠盲目增產，造成供過於求，膠價猛烈下跌，每擔生膠從180元左右跌至90餘元，嚴重打擊了擁有大麵積橡膠園和數個生膠加工廠的陳嘉庚。另外，美國、日本不斷推出價廉物美的橡膠新製品，很受市場歡迎，使得陳嘉庚賴為利源的橡膠熟品製造廠相形見絀。在外國資本的激烈競爭下，陳嘉庚的企業第一次出現逆轉，膠廠贏利從近800萬元直線下降，變為虧損30萬元，原擬創辦的造紙廠也被迫取消。同時，陳嘉庚的米店、菠蘿廠等因市場經濟不景氣也無利可圖。這一年，陳氏企業共超出180餘萬元。
1927年，橡膠市場仍無好轉跡象，陳嘉庚依舊希望橡膠熟品製造廠能打開銷路，遂在南洋和國內各處又增設分店十餘家，並投資十餘萬元買下環球餅幹廠，力圖通過多種經營挽回頹勢，但未見明顯效果。1928年，由於陳嘉庚帶頭強烈抗議日軍在中國製造“濟南慘案”，在新加坡領導了抵製日貨、對日經濟絕交等活動，引起日商的嫉恨，遂下毒手報複，雇人縱火燒毀了他的橡膠熟品製造廠新廠，造成損失近百萬元，使得他的企業更是每況愈下。三年之內，陳氏企業資產損失過半，僅剩五六百萬元。在這種情況下，陳嘉庚隻好出賣部分橡膠園，得款400多萬元，應付支出，但仍不夠，無奈隻得向外國銀行舉債300多萬元。
1929年，世界資本主義經濟危機爆發，這之後橡膠價格一再下跌，1931年每擔由兩三百元猛跌至七八元。作為大橡膠園主的陳嘉庚自然損失重大，他隻好把經營多年的1.1萬英畝橡膠園賣掉，以盡量減少損失。與此同時，由於支出過大，陳嘉庚負債越來越多。外國銀行團乘機以債權人資格派代表加入陳嘉庚公司，並於1931年8月將公司改組成股份有限公司，將陳嘉庚所剩全部資產200餘萬元充作股本。他雖擔任了公司總經理，但已從大企業主的地位下降為外國金融資本支配下的股份有限公司的一名股東和高級職員了。
1932年以後，世界經濟形勢略有好轉，陳嘉庚想借此恢複自己的企業，並采取了一些措施。但一心想把陳嘉庚排擠出橡膠行業的英國銀行團卻不答應，它們硬要陳出租各地橡膠廠，並決定陳嘉庚公司所產全部膠鞋由一英國壟斷資本集團包銷。陳嘉庚由此看清了在外國資本的鉗製下，自己發展前途無望，決計收盤不幹。1934年2月21日，陳嘉庚公司宣告收盤，機器設備等物賤價拍賣。從此，顯赫一時的陳嘉庚橡膠企業退出了商業競技場。
創辦教育，是陳嘉庚一生中的一項主要活動。他先後在廈門、集美、新加坡等地，捐資興辦了70多所學校，其中包括幼兒園、小學、中學、大學。有人估計，他一生用於辦教育的經費，如果折合成今天的貨幣，約可達一億美元。其中耗資最大，時間最長，影響最廣的，首推他在其家鄉創建的集美學村。
陳嘉庚在集美捐資辦學，嚴格說來，早在1894年就開始了。當時他僅20歲，第一次從南洋回來，便把他所積蓄的2000元全部捐獻出來，辦起了“惕齋學塾”，這可稱是他一生中最早的辦學實踐。但是，陳嘉庚在集美進行大規模的辦學活動，則始於20世紀初。
20世紀初的中國，貧窮落後，滿目瘡痍，國家飽受帝國主義列強的侵略、蹂躪，人民群眾生活貧困，文化水平很低。那時，集美雖位於福建經濟文化比較發達的同安縣境內，但依然是民不聊生，文盲成堆。正如陳嘉庚在回鄉時候所看到的那樣，鄉村十多歲的兒童，由於貧困失學，竟然成群結隊，赤身裸體的嬉戲，令人歎息。整個集美村，甚至連一所正規的小學也沒有。村中以封建宗族中的“房”為單位的各家族分別辦了幾所私塾，但教的都是《三字經》一類舊書。對此，陳嘉庚心中深感痛心，他認為：“那種情況，近則敗壞風俗，遠則貽誤民族前途。”他著眼未來，為了提高中華民族的科學文化水平，抱著“教育為立國之本，興學乃國民天職”的愛國思想，決心捐資創辦教育。