Khi hai anh em Nguyễn Văn Nhạc, Nguyễn Văn Huệ giao tranh lẫn nhau. Nguyễn Văn Huệ vây hãm Quy Nhơn, Đặng Văn Chân được gọi về để cứu nguy cho Nguyễn Văn Nhạc. Đặng Văn Chân là lực lượng chính hỗ trợ Nguyễn Văn Nhạc.

Theo Đại Nam chính biên liệt truyện thì đến Phú Yên, ông bị Nguyễn Văn Huệ bắt sống. Tuy nhiên sau đấy vẫn thấy ông được tín nhiệm cầm quyền chỉ huy thủy quân dưới quyền Nguyễn Văn Huệ.

Ở đây đặt ra nghi vấn, Đặng Văn Chân bị Nguyễn Văn Huệ bắt, hay thực sự ông đứng ra ngăn cản cuộc giao tranh giữa hai anh em nhà Tây Sơn. Sau đấy lo sợ bị thanh trừng như trường hợp Nguyễn Thung, Đặng Văn Chân không dám về Gia Định hay Quy Nhơn mà ra thẳng Phú Xuân.

Năm 1786, khi Nguyễn Huệ đem quân ra đánh Thuận Hóa thì sáu người trong Tây Sơn thập hổ tướng và Bùi Thị Xuân tháp tùng, vì đánh nhau với nhà Trịnh thì phải đem lực lượng lớn như vậy. Bảy tướng này ở lại với Nguyễn Huệ, không về thành Qui Nhơn nữa. Nhưng gia quyến của họ đều ở trong thành Qui Nhơn.

Nguyễn Huệ đòi vua Thái Đức Nguyễn Nhạc phải trả lại gia quyến cho các tướng rồi động binh. Trước hết, Nguyễn Huệ truyền hịch cho các tướng Tây Sơn đóng quân ở phía Nam Thuận Hóa, rằng Nguyễn Huệ chỉ đem quân về làm áp lực chớ hoàn toàn không có ý chống lại anh mình.

Đầu năm 1787, Nguyễn Huệ tổng động viên chừng 6 vạn tới 10 vạn quân Nam tiến. Tướng Tây Sơn vốn tin phục Nguyễn Huệ, đều không có ý chống lại.

Lê Trung, một hổ tướng nhà Tây Sơn và chủ sóai của các ải thuộc Quảng Trị, Quảng Bình, lại ra lệnh để cho quân Nguyễn Huệ ‘mượn đường’, rồi đem quân bản bộ về yết kiến vua Thái Đức. Lê Trung tâu với vua Thái Đức rằng nếu vua trả lại gia quyến cho các tướng thì Nguyễn Huệ sẽ lui binh và nếu Nguyễn Huệ không lui binh thì ông sẽ tự tử để đền tội. Thái Đức giam Lê Trung lại rồi tự mình làm tướng lo việc phòng thủ.

Đến giữa năm 1787, thành Qui Nhơn bị vây được mấy tháng thì Nguyễn Lữ và Đặng Văn Trân về đến. Nguyễn Huệ bảo Nguyễn Lữ vào thành tìm cách gặp mẹ, để Thái hậu bảo vua trả lại gia quyến cho các tướng. Khi Nguyễn Lữ vào thành, thì bị vua Thái Đức giam lại, vì vua Thái Đức đoán được ý này.

Cuối cùng Đặng Văn Trân bắn súng đại bác vào mặt thành của Hoàng Đế Thành (đạn súng đại bác ngày xưa không nổ tung ra, nên chỉ như cục sắt, bắn chính xác thì không chết ai). Thái hậu lúc ấy mới biết là thành có biến loạn, đến gặp vua Thái Đức, và cùng vua Thái Đức lên thành nói chuyện với Nguyễn Huệ.

Nguyễn Huệ trình bày lý do động binh, lạy mẹ và anh, rồi ra lệnh giải vây. Vua Thái Đức cũng tuân lời mẹ, trả lại gia quyến cho các tướng.

Nguyễn Huệ dẫn quân về Thuận hóa, đem theo Đặng Văn Trân vì Đặng Văn Trân sợ bị vua Thái Đức trừng phạt.

Liền sau chiến thắng Kỷ Dậu, Đặng Văn Chân là một trong những tướng lĩnh cao cấp đi sứ nhà Thanh trong phái đoàn của Đại Tư mã Ngô Văn Sở.

Năm 1793, quân Nguyễn tấn công Quy Nhơn. Vòng vây quân Nam triều khép chặt quanh thành Quy Nhơn. Lúc này Đô đốc Nguyễn Công Thái cùng các tướng ở Quảng Ngãi đã ra hàng, Thái Đức sai các tướng đóng trại ngoài thành để làm thế ỷ dốc.

Sau này, Thái Đức phải cầu viện Cảnh Thịnh Hoàng đế Nguyễn Quang Toản để giải vây. Một đội quân dưới quyền Phạm Công Hưng, Ngô Văn, Nguyễn Văn và Lê Trung được phái đến giải vây cho Quy Nhơn. Đồng thời, Đặng Văn Chân dẫn 50 tàu để hỗ trợ. Họ buộc quân Nguyễn phải rút lui.