Vid ett kampanjmöte kallade han senatorn i South Carolina en "idiot" och sade sedan till publiken att prova numret.
En journalist från Politico ringde numret på tisdagen, och Graham svarade.
Graham kallade nyligen Trump "en idiot" och fördömde fastighetsmogulens kommentarer om senator John McCain.
Mr Trump har fått allt mer kritik från republikaner och veterangrupper efter att han verkade nedvärdera Mr McCains krigsrekord.
"Han är en krigshjälte för att han blev tillfångatagen. Jag gillar människor som inte blev tillfångatagna, sade han, med hänvisning till Mr McCains tid som krigsfånge i Vietnam.
Nyligen nationella opinionsundersökningar visar Mr Trump med en dubbelsiffrig ledning över hans närmaste republikanska rival.
Omröstningen genomfördes dock huvudsakligen före de kontroversiella kommentarerna om McCain.
Hans rivaler blir alltmer frustrerade när Mr Trump fortsätter att dominera mediebevakningen av den trånga republikanska rasen.
Mr Trump har dragit rubriker sedan han kallade papperslösa mexikanska invandrare "våldtäktsmän" och "brottslingar" när han lanserade sin kampanj i juni.
"Världen håller bokstavligen på att falla isär" "och allt vi pratar om är Donald Trump," Mr Graham berättade CNN på måndag.
Att ifrågasätta senator John McCain, en före detta krigsfånge som torterades så brutalt att han fortfarande inte kan lyfta armarna över sina axlar, skulle normalt ha varit självmord.
Men Trump fungerar under regler för sin egen tillverkning som är perfekt lämpade för den glupska ämnesomsättningen av moderna medier, och hyperventilerade stil moderna kampanjer.
Ju mer upprörande hans kommentarer, desto mer täckning och sociala medier kommentar han genererar. Ju mer täckning han får, desto bättre blir hans röstsiffror.
I allt högre grad är ryktbarheten lika med populariteten bland en stor grupp republikanska väljare.
Trump: Mästare av rivning derby
Amerikansk presidentkandidat Donald Trump har gett ut mobilnumret till senator Lindsey Graham - en av hans republikanska rivaler för Vita huset.