對於建文帝失蹤一事，官修正史和許多史家都采取了比較審慎的態度。如清代官方所修《明史》就很典型。《建文帝本紀》中說，燕軍入城時，“宮中火起，帝不知所終”。但就在同一卷中，又說：“燕王遣中使出帝後屍於火”，“或雲帝由地道出亡”。這裏顯係沒有把握，才兩說並存。那麼，建文帝其人究竟下落如何呢？從許多曆史跡象來看，建文帝確實在京師城破時，乘亂出走了。撇開有關此事各種有爭議的記載不談，僅從朱棣即位後的一係列行動中，也可以看到建文帝出亡的蛛絲馬跡。
關於建文帝率從亡諸臣出走的傳聞，早在永樂初年就已經出現，而且傳到了朱棣耳中。當初埋葬的那具屍體並不一定是建文帝朱允炆，這一點他比任何人都清楚。因此他一麵在全國範圍內追查所謂“奸黨”，追繳在逃諸臣誥敕，一麵派人四出秘密查詢建文帝的蹤跡。
第一個被派出尋找建文帝蹤跡的是太監鄭和，他與王景弘等人於永樂三年（1405）出使西洋。鄭和遠航，是明史上一件大事，也是世界航海史上一次壯舉。其船隊規模之大，航程之遠和時間之早，在當時世界上都是無與倫比的。而說到成祖派鄭和下西洋的目的，一般認為是加強海外貿易，揚威海外，顯示中國富強，借外國朝貢之聲勢以鞏固其在國內之統治，等等，但還有一個秘而不宣的目的就是尋找建文帝蹤跡。《明史》說：“成祖疑惠帝亡海外，欲蹤跡之。”朱棣的疑心來自當時的傳聞，“傳言建文帝蹈海去，帝（朱棣）分遣內臣鄭和數輩，浮海下西洋。”
另一個受命密查建文蹤跡的人是戶科都給事中胡濙。永樂五年（1407），朱棣命他以頒禦製諸書及訪尋仙人張邋遢（張三豐）為名，“遍行天下州郡鄉邑，隱察建文帝安在。”當然也旁察東宮及各地官吏軍民之事，但主要任務便是尋找建文蹤跡。胡濙在外將近十年，不斷將伺察情況及時上報，朱棣對胡濙的上報十分重視，讓他書寫大字，以便晚間報至，也能夠立即披閱。為了保證密查的可靠，朱棣在委派胡濙出巡的同時，又另派人監視胡濙的行動。胡濙於永樂十四年（1416）還朝，向朱棣作了詳細彙報，但關於建文帝的下落，除去得到更多傳聞外，並未有所結論，朱棣當然仍不能放心。這一年，胡濙母親病故，他按照製度乞歸守喪，朱棣沒有準許，這在明朝製度中稱為“奪情”。明初雖不及中後期的丁憂製度那般嚴格，但若非有至關重大之事，也不會輕易奪情起複的。這至關重大之事還是尋覓建文帝的蹤跡。
永樂十四年（1416）底到十五年（1417）初，發生了穀王叛逆案。這個當年開金川門迎納燕師的藩王當然知道建文帝下落不明的情況。他利用蜀王之子崇寧王獲罪逃來穀府避匿的機會，欺騙眾人說：“往年我開金川門出建文君，今在邸中。我將為申大義，事發有日矣。”這雖然是一場騙局，但是穀王作為“金川門之變”的當事人，居然也利用建文帝下落不明為己用，足以證明建文帝確實未曾焚死於宮中。
永樂十六年（1418）太子少師姚廣孝（即道衍）病倒在北京大慶壽寺。臨終前，朱棣前往探望，問起他有何囑托。姚廣孝提出釋放溥洽的請求，這又一次涉及到建文帝的下落問題。溥洽為建文帝主錄僧，有人傳言他知道建文帝蹤跡，也有人說建文帝即匿其所。朱棣為此尋故將溥洽關押了十餘年。居“靖難”功臣之首的姚廣孝臨終僅有此請，竟無一句及私。這使朱棣深感難過，他即命釋放溥洽。姚廣孝掙紮起身拜謝後亡去。
釋放溥洽，大約是因為朱棣感到這已不會構成對皇位的威脅，但查詢之令未解。於是永樂十七年（1419），胡濙以禮部左侍郎再次受命出巡江、浙、湖、湘諸府。這次他又在外四年，至永樂二十一年（1423）還朝奏事時，京師已經遷至北京。胡濙還朝後得知朱棣親征阿魯台，已出至宣府，立即馳赴謁見，他趕到宣府時，已是深夜。
朱棣業已就寢，聽說胡濙趕到，急忙起身召見。兩人密談至次日淩晨，胡濙漏下四鼓乃出。雖然無人知曉密談內容，但多以為必與建文蹤跡有關，很可能胡濙這時已經得到了有關建文的確訊，如果不是有死亡之確訊，則必定已示甘心讓國，總之是可以放下心來。
除此而外，直接或間接地說明成祖堅信建文帝已經出亡的證據還有許多。如數次派鄭和入雲南，遣使至世襲鎮守雲南總兵官沐氏府中秘查建文蹤跡，等等。
通過以上明成祖的活動，可以推測，靖難戰爭後建文帝並未死於宮中大火，而是逃亡在外。至於建文帝逃出後行蹤如何，由於各種記載不一，真偽難辨，至今仍是一個未解之謎。