明军一路向北势如破竹，七月二十七日，妥懽帖睦尔任命帖木儿不花监国，庆童为中书左丞相，自己则准备逃跑，二十八日，在大都青宁殿，正式召见大臣及后宫嫔妃及皇太子宣布，正式逃亡上都。虽然大家都劝他不要逃走，他却说自己不想成为北宋的宋徽宗和宋钦宗，所以这天夜里面就带领皇太子和后妃等人出逃上都。八月十五日妥懽帖睦尔一行终于抵达上都。在八月十二日大都已经被明军攻陷，元朝已经从事实上这一天灭亡了。
刚到大都的妥懽帖睦尔还想振作一番，也听从大臣建议，任命扩顿帖木儿前来救援，刚开始扩顿帖木儿竟然真的打了一个大胜仗，随后在又被明军偷袭，最后只带领十八骑逃了出来，于是妥懽帖睦尔再也没有雄心壮志了，整日消沉的很，终于在1369年元旦朝贺的时候，托病不出，随后就经常因病不上朝了，1369年六月十三日，妥懽帖睦尔又放弃了上都逃到了应昌，这中间也有人建议他逃到和林，但是他没有接受。
1370年病重，于是正式让皇太子爱猷识理达腊总览军国大事。同年四月二十八日，因痢疾驾崩于应昌，死的时候只有五十一岁。随后明太祖朱元璋给他谥号顺帝。
历史名人评价
清朝宗室昭梿对他这样评价：元顺帝亡国之君，无足置议，然有二三政事远胜前人者。巴延擅权，举国依附，帝能识托克托于行间，密与之谋，一旦立解兵柄，贬谪远方，颇有英飒之姿。明宗被弑多年，帝首发其逆谋，将雅尔特尔穆子孙咸置于法。虽迁逼太后，谋害皇弟，不无太忍，然较唐敬宗敬礼陈宏敬，明天启之不究诘方从哲、崔文升，反将劾奸诸臣屈陷成狱者，不啻霄壤矣。又能任汉人贺惟一为相，改革蒙古勋臣专擅之风，亦良能也。
作者评价
前期振作却不能坚持，非常可惜。为数不多的能臣脱脱，却又间接的被他给搞死了，典型的自废武功。
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