态度。元丕甚至公然在盛大的朝会上独穿鲜卑旧服而毫无顾忌，孝文帝看他年老体衰，也不强责。迁洛之初，元隆、元超还曾企图劫持太子元恂留居平城，起兵割据雁门关以北的恒、朔二州，阴谋虽未得逞，但叛逆之心不死，这次又与穆泰等人酝酿更大的叛乱。
元颐佯装许诺，以稳住穆泰等人，暗中将叛乱阴谋密报朝廷。时任城王元澄卧病在床，孝文帝立即召见他说：“穆泰图谋不轨，扇诱宗室。今迁都不久，北人恋旧，倘或发生叛乱，南北纷扰，朕洛阳就难以保住。这是国家大事，非你不能办。你虽有病在身，但要强打精神为我去北方跑一趟。要根据形势，妥善处理。如果叛党势弱，就直接前往擒获；若已强盛，可用我的命令调发并、肆二州的军队进行出击。”元澄答道：“穆泰等人愚蠢而糊涂，正由于迷恋旧生活才这样做，没有什么深谋远虑；臣虽不才，足以制伏他们，愿陛下不必担忧。臣这点小病，怎敢辞绝呢！”孝文帝笑着说：“任城肯去，我还有什么忧虑的！”遂授给元澄节、铜虎符、竹使符，配给部分禁卫军，让他代领恒州刺史。
元澄受命，倍道兼行，经雁门往北直趋平城（恒州治所）。先遣侍御史李焕单骑入城，出其不意，晓谕穆泰同党，示以祸福，叛党顷刻瓦解。穆泰无计可施，仓促率麾下数百人攻焕，不克，败走城西，束手就擒。元澄穷治穆泰同党，收陆睿等百余人下狱，民间帖然；并将平叛始末写成奏章上报朝廷。孝文帝大喜，召见公卿大臣出示奏章说：“任城可谓社稷之臣。看他审案的狱辞，就连古代的皋陶也未必能超过他！”皋陶，传说是禹的大臣，掌刑罚。又面对咸阳王禧等人说：“你们当此重任，未必能够办到！”
太和二十一年（497）正月，立皇子元恪为太子。二月，孝文帝北巡，准备到平城亲自看看那里的情况。途中经过上党铜鞮山，看到路旁有十几棵大松树，一时诗兴大发，边走边作起诗来。眨眼功夫，诗就作成，命人拿给彭城王元勰看，很自信地说：“我开始作此诗，虽然不是七步，但也说不上远。你也作一首，等走到我这里，诗要作成。”当时元勰离他仅十几步远，遂且行且作，还没走到其地就作成了。诗写道：“问松林，松林几经冬？山川何如昔，风云与古同。”①孝文帝大笑道：“你这首诗也是笑话我罢了。”不数日，来到平城，劳问任城王元澄等人，引见穆泰、陆睿及其党羽，经讯问，没有一个含冤叫屈的，人们都很佩服元澄明断。穆泰及亲党全部被杀；陆睿赐死狱中，妻子流徙到辽西为民；元丕免死，留下后妻、二子，一同发往太原为百姓，杀元隆、元超与同母兄弟乙升，余子徙敦煌。这次叛乱，留在平城的鲜卑旧贵族多数都参与了，只有于烈一族没有卷入。因此，于烈更加① 《魏书·彭城王勰传》。
受到孝文帝的器重，后来被提升为领军将军。
叛乱平息后，孝文帝以鲜卑旧贵和北方各少数族酋长不堪暑热，允许他们秋居洛阳，春还部落，当时人称他们为“雁臣”。
御驾南伐六月，孝文帝一行渡渭水入黄河，东还洛阳。返京后的第三天，即下令征发冀、定、瀛、相、济五州兵卒二十万，准备再次大举南伐。就在这时，中书监魏郡公穆罴与穆泰通谋一事败露，虽在大赦之后，仍被削官爵为民；罴弟司空穆亮也被迫辞职。
经过一番准备，八月，孝文帝率六军从洛阳出发，使任城王澄与仆射李冲、御史中尉李彪等人留守京城，命皇弟彭城王勰暂领中军大将军。勰辞谢说：“亲疏并用，古人之道。臣是何等样人，屡蒙陛下宠授！过去陈思王曹植上表魏文帝，求自试率兵攻吴蜀，而得不到允许，今日我不请而授以征伐重任，怎么差别这样远啊！”孝文帝听后大笑，拉着元勰的手，亲热地说：“二曹以才名相忌，我和你以道德相亲。你只要克己复礼，何必再管其他事情。”
孝文帝引兵直趋襄阳，彭城王勰等三十六军前后相继，众号百万，吹唇拂地。兵至赭阳，留诸将攻取，自率兵南下奔袭宛城，当晚攻克外城。齐南阳太守房伯玉据内城拒守，孝文帝派中书舍人孙延景对房伯玉说：“我这次要荡平南方，统一全国，不像以前那样冬来春去，没有克获，决不还北。你这座城池首当其冲，不得不先攻取，远期一年，近止一月。封侯、斩首示众，事在顷刻之间，宜加三思。”房伯玉率众坚守，魏军不能取胜。孝文帝留咸阳王禧等人攻南阳，自引兵至新野，又遭到齐新野太守刘思忌的顽强抵抗，直到十月，仍然不能攻下。齐明帝急派大将崔慧景率步骑二万余人增援襄阳。十一月，南齐韩秀芳等十五将投降北魏，魏兵才在沔水以北取得一次胜利。战争相持到第二年三月，北魏终于攻占了雍州的南阳、新野、南乡等郡，刘思忌被杀，房伯玉被迫出降。继而大败崔慧景、萧衍于邓城，斩首、俘获二万余人。孝文帝乘胜率众十万围攻樊城，齐雍州刺史曹虎闭门自守。但涡阳一战，魏军失败，一万多人被杀，三千多人被俘，军资器械财物损失上千万。北魏急调步骑十余万往援涡阳，才迫使齐军撤退。九月，孝文帝得知齐明帝死讯，乃下诏称说“礼不伐丧”，引兵而还。归途中，身患重病，十多天不能引见侍臣，经过急救，方才转危为安。
太和二十三年（499）一月，孝文帝风尘仆仆地回到洛阳，尽管病魔缠身，但还是坚持上朝理事。回京后的第二天，便在宫中引见大臣，他面带怒容地责问任城王澄说：“营国之本，礼教为先。朕离京以来，旧俗多少有些改变不？”元澄见问，心中惶恐，小心翼翼地低声答道：“圣上教化日新。”孝文帝斥责说：“朕昨日入城，看见车上的妇人还头戴帽子、身着小袄，怎能说得上日新！若是如此，你等为何不加查看？”戴帽、穿小袄，是鲜卑妇女旧服，故被责问。元澄解释说：“穿旧服的少，不穿的多。”孝文帝一听，心中十分不快，继而说道：“太奇怪了！任城的意思是想使洛阳全城尽着旧服么？这不就叫做一言可以丧邦吗？可令史官记下。”元澄与留守百官面面相觑，一齐脱帽请罪。
南齐为了夺回雍州所失各郡，派太尉陈显达督率平北将军崔慧景军四万击魏，屡破魏将元英，围攻襄阳以北三百里的马圈城达四十余日，城中粮食断绝，将士以死人肉和树皮充饥，魏兵被迫突围，死伤千余人。陈显达又派军夺回南乡郡，给北魏造成严重的军事压力。孝文帝十分忧虑地与任城王澄计议道：“显达侵扰，朕不亲自出马就无法制伏他。”
三月初，孝文帝抱病又一次离洛阳御驾亲征，命于烈居守，以右卫将军宋弁相辅助。孝文帝自染病以来，彭城王元勰常在身边侍奉医药，昼夜不离左右，饮食必先尝而后进，蓬首垢面，衣不解带，睡不安席。孝文帝久病心烦，易于动怒，侍臣稍有过失，动不动就要诛斩；元勰乘间劝谏，多所匡救。于是以元勰为使持节、都督中外诸军事，统领全军。元勰辞谢说：“臣侍候疾病，苦无空闲，怎能治军？愿更选一王，总管军权，臣得以专心侍奉医药。”孝文帝感慨地说：“侍疾、治军都要依靠你。我病成这样，恐怕不行了。安六军、保社稷，除了你还能有谁！怎能更选他人以违推心相托之意呢？”魏军进至马圈城，与齐军相遇，孝文帝坚持亲自部署指挥战斗。均口一战，齐军大败，主帅陈显达化装南逃，丢失军资以亿计，尽为北魏所得，魏军乘胜追奔至汉水而还，齐军十之七八被杀或投水自溺而死，死者三万余人。
三月底，孝文帝病情恶化，被迫北还，行至谷塘原，对元勰说：“我的病日益严重，只怕难以再起。这次虽然摧破了陈显达，而天下未平，嗣子幼弱，社稷所依，唯在于你。过去霍光、诸葛孔明以异姓受顾托之命，何况你是亲兄弟，且有贤德，能不努力！”元勰哭着回答说：“臣以至亲，久参机要，职位显赫，海内莫及；所以敢受而不辞，正依恃陛下明如日月，请宽恕臣不知退避的过失。今又委任首辅，总握机政；震主之威，必然取罪啊！如此，虽则陛下爱臣，却又未尽始终之美。”孝文帝默默无言，考虑了很久，说：“详细思虑你的话，确实有道理。”于是放弃了原来的打算，以侍中、护军将军北海王祥为司空，镇南将军王肃为尚书令，镇南大将军广阳王嘉为左仆射，尚书宋弁为吏部尚书，与侍中、太尉元禧，尚书右仆射元澄等六人共同辅政。临终，遗命众宰辅说：“。。迁都洛阳，定鼎河湹，期望荡平南方，复礼万国，上可光耀祖宗，下可普济苍生。怎奈病魔缠身，早离人世，大志难遂。诸位公卿大臣要好好辅佐继子，兴我魏室，不也很好么？大家尽力吧！”四月初一日，孝文帝崩于谷塘原之行宫，时年三十三。
彭城王勰与任城王澄秘密商议，恐凶讯外露，陈显达返兵追逼，故秘不发丧；行抵宛城遣中书舍人张儒奉诏征太子元恪，将凶讯密告留守于烈。太子至鲁阳，乃发丧，即皇帝位，是为宣武帝。
五月，葬孝文帝于长陵（洛阳湹水以西），庙号高祖。
评价孝文帝一生勤学，喜好读书，手不释卷。性又聪慧，精通五经，博涉史传。善谈《庄子》、《老子》，尤其通晓佛教义理。舆车之中，戎马之上，都不忘讲经论道。博学多才，擅长文章，诗赋铭颂，任兴而作；有大文笔，马上口占，侍臣笔录，不改一字，辞旨可观。自太和十年以后，诏令、策书皆亲手拟写；至于议定礼仪律令，润饰辞旨，刊定轻重，也都亲自下笔。其他文章，不下百余篇。爱惜人才，亲贤任能，刘芳、李彪诸人以经书见知，崔光、刑峦之徒以文史显达；对有才能的大臣十分器重，不吝爵赏，如对元澄、李冲、王肃、高闾、宋弁等都一一予以重用，他们在制礼作乐、改革旧俗方面发挥了重要作用。
亲政以后，日理万机，不辞辛劳，勤于为政。操劳于朝堂之中，奔波于疆场之上，十几年如一日。祭天地、五郊，祀宗庙，常必躬临，不以寒暑为倦。尚书奏案，多自审阅；百官大小，无不留心，务于周洽。他常说：“人君怕的是不能处心公平，推诚待人。能做到这两点，则胡、越之人都可以变得如亲兄弟。”
虚心讷谏，从善如流。他常对史官说：“直书时事，无隐国恶。人君作威作福，史官又不写，将何以有所畏惧。”而用法严谨，虽王公、贵戚、大臣也从不宽贷；然不计小过，宽以待人。左右进食，曾于食中得虫，又进汤误伤帝手，都是一笑了之。
爱惜民力，生活俭朴。每次外出巡游及用兵，有关官吏奏请修筑道路，孝文帝说：“粗修桥梁，能通车马就行了，不要除草、铲得过平。”在淮南行军，如在境内，禁止士卒踏伤粟稻，有时砍伐百姓树木以供军用，也要留下绢布偿还。宫室非不得已不修，衣服破旧了，洗补以后又重新穿上，所用鞍勒仅铁木而已。
孝文七子孝文帝有七子：林皇后生废太子恂。文昭高皇后生宣武帝恪、广平文穆王怀。袁贵人生京兆王愉。罗夫人生清河文献王怿、汝南文宣王悦。郑充华嫔生皇子恌，未封王，早夭。
元恂，字元�