六月的時候，成祖到達威遠，開平的探子來報，阿嚕台派兵攻打萬全。將士們紛紛請求分兵。成祖說：“阿嚕台擔心我會直搗他的巢穴，才假裝出兵，牽製我的兵力。要是我分兵支援的話，不是正中他的詭計嗎？”接著繼續前進，敵人果然逃走。大軍接著進駐沙胡原，捉住了阿嚕台的部下，一一訊問。據說阿嚕台窮途末路，家眷都不顧了，獨自向北遠逃了。成祖這才命都督朱榮、吳成等人盡收阿嚕台丟棄的牛羊駝馬，指日班師。
第二年七月，北方又傳來阿嚕台侵略邊境的消息，成祖笑著說：“朕就應該在塞外駐兵，以逸待勞。”接著又命皇太子監國，自己再次親征。到了沙城，阿嚕台的屬下知院阿失鐵、古納台等人都帶著妻兒前來投降。成祖問起阿嚕台的情況，阿失鐵說：“今年夏天阿嚕台被瓦剌打敗，勢力已經衰弱。現在聽說大軍前來，當然遠逃了。”成祖非常高興，封他為千戶侯，後來又在上莊堡收降了韃靼王子，封他為忠勇王，賜名金忠，接著下令南歸。
永樂二十二年，也就是成祖皇帝末年，探子來報阿嚕台侵擾大同，忠勇王金忠請成祖發兵相救，於是成祖第四次大舉北征。成祖率領兵馬一直走到隰寧，都不見有敵人的蹤跡，心裏很不高興。後來聽說阿嚕台已經逃到答蘭納木兒河，成祖不願無功而返，決定進入答蘭納木兒河。一路上白骨累累，成祖命柳升帶著將士將它們埋葬。成祖命前鋒金忠、陳懋等先行出發，自己作為後應。金忠、陳懋等人到了答蘭納木兒河，隻見滿眼荒蕪，不但沒有敵寨，就是車馬的痕跡也是一概漫滅，不見一點端倪。成祖又派張輔等人在附近山穀搜索，方圓三百裏，隻有漫天黃沙，不見一絲人煙。成祖歎息了一聲，下令回京。
途中路過清水源，隻見道旁有幾十丈高的石崖，成祖就命大學士楊榮、金幼孜將功勞刻在那石頭上，並說：“要讓後世知道朕曾經路過這裏。”銘刻完畢之後，成祖的身體稍有不適，就問內侍還有幾天才能到達北京。內侍說，八月就可以到了。成祖又和楊榮說：“東宮已經鍛煉很久了，想必政務早已爛熟於心，朕回到京城後，軍國重事就交給他裁決吧。朕想安享晚年了。”
成祖到達蒼崖的時候，已經病得很重了，夜裏都不能安睡。一閉上眼睛，就看見無數冤鬼前來索命。大軍走到榆木川，成祖已經奄奄一息，無藥可救了。他知道自己不行了，就召英國公張輔入內，表示傳位於皇太子高熾。說完，喊了幾聲痛，當即駕崩。張輔與楊榮、金幼孜商議之後，認為不便發喪，於是瞞著眾人，繼續前行。暗中派少監海壽稟報太子，太子派太孫前去迎接，太孫到了軍中，這才決定發喪。行到郊外後，太子將棺槨迎入仁智殿，舉行喪禮。成祖享年六十五歲，尊諡為文皇帝，廟號太宗。嘉靖十七年的時候，又改廟號為成祖。太子朱高熾即位，以下一年為洪熙元年，史稱仁宗皇帝。