公元499年二月十七（癸亥），魏孝文帝元宏在幽禁了皇后冯氏后，任命彭城王元勰为司徒，并恢复了乐陵王元思誉原来的封爵。
同时，南齐太尉陈显达和魏将元英对抗，屡次打败他。他进攻并包围了马圈城达四十多天。城中粮尽，魏人开始吃死人肉及树皮度日。二月十七（癸酉），魏军突围逃走，齐军斩获了数以千计。陈显达进城后，部下将士争着抢掠城里的布匹，因而没有穷追敌兵。陈显达又派军主庄丘黑进击并攻拔了南乡。
孝文帝跟任城王元澄说：“陈显达入侵骚扰雍州，朕如果不亲自前行，看来无法制止住他。”三月初四（庚辰），孝文帝离开洛阳，命令于烈负责留守，任命右卫将军宋弁兼任祠部尚书，负责七兵（左右中兵，左右外兵，别兵，都兵，骑兵）尚书事务，辅佐于烈。宋弁精于吏治，办事认真，孝文帝对他的恩遇仅仅亚于李冲。
三月初七（癸未），孝文帝抵达梁城。崔慧景攻打北魏的顺阳，顺阳太守清河人张烈闭城坚守。次日，孝文帝派振威将军慕容平城率领骑兵五千去救顺阳。
自从孝文帝生病以来，彭城王元勰经常在禁中侍奉他的医药，日夜不离左右。孝文帝的饮食他也一定得先亲尝之后才奉上。他总是蓬首垢面，衣不解带地照顾着孝文帝。孝文帝因为久病而脾气变得暴躁，近侍稍有过错，他动不动就要杀掉他们。元勰总是根据他的脸色和心情，找机会救下不少人。
三月初十（丙戌），孝文帝任命元勰为使持节、都督朝廷内外军事。元勰谢辞道：“臣侍候陛下的疾病都觉得时间不够，还怎能管理军队？希望陛下改派另一位王爷，让他总管军事，使得臣能专心侍奉陛下的医药。”孝文帝说：“侍候疾病和治理军队全都靠你了。我病得这么厉害，非常担心什么时候就不行了。所以安定六军、保卫社稷，除你之外还能有谁！哪里还能违背我的心愿和信任而改请他人！”
三月二十一（丁酉），孝文帝抵达马圈，命令荆州刺史广阳王元嘉阻断均口，拦截住齐兵的归路。元嘉是拓跋建的儿子。
陈显达带兵渡过水西，占据鹰子山，在那里修筑城池。面对孝文帝的亲征大军，齐兵军心沮丧惶恐，因此和魏军作战屡次失败。魏武卫将军元嵩脱去甲胄，亲自跃马持枪冲锋陷阵，北魏将士紧随其后，齐兵大败。元嵩是元澄的弟弟。
三月二十二（戊戌）夜里，军主崔恭祖和胡松将重病的陈显达放在乌布帐篷里，由好几人抬着，走小路从分碛山出均水口往南逃走。次日，北魏收缴了陈显达的军队资产数以亿计，然后全都班赐给将士，同时追赶齐兵，直到汉水岸边才回来。南齐左军将军张千战死，士卒死了三万多人。南齐将领蔡道福和成公期也率领数万人放弃了顺阳逃走。
陈显达北伐时，军队进入汋均口。广平人冯道根曾劝他道：“汋均水流迅急，易进难退。魏兵如果守住隘口，那么我军的首尾都将告急。不如将全部战船放弃在酂城，然后从陆路率领步兵向前推进，把军营连成一片，击鼓进军。这样一定可以打败他们。”陈显达没有听从他的劝谏。冯道根以私人的关系从军。当陈显达在夜里逃走时，军人对山路不熟，冯道根每到一处险要地方，总要停下马来，给大家指引方向，全军赖他得以保全。朝廷后来下诏任命冯道根为汋均口卫戍副头领。陈显达历来很有威名，但这场北伐后他的名声大损。御史中丞范岫上奏要求罢免陈显达，陈显达自己也上表请求解职。但朝廷均没有许可，反而任命陈显达为江州刺史。崔慧景也放弃了顺阳退回东边。
三月二十四（庚子），孝文帝病情加重，只好北归。他来到谷塘原时，跟司徒元勰说：“后宫（指冯后）失去夫人的品德已经很长时间了。我死之后，可以赐她自尽，用皇后的礼仪安葬她，这样也许可以省去冯氏门第的家丑。”他又说：“我的病情日益恶化，一定是不行了。现在虽然摧毁了陈显达，然而天下尚未太平，而且嗣子年幼体弱。所以社稷所倚重的只有你了。霍子孟（即霍光）和诸葛孔明都作为异姓而受到托孤顾命的重任，更何况你是至亲的贤人。你不能不勉力！”元勰哭着说：“平常人都知道为知己者献身毕命，何况臣还是先帝的儿子，陛下的弟弟！但臣作为陛下的至亲，长久参与机要，受到的恩宠显赫辉煌，天下无人可比。臣过去之所以敢于接受重任而不推辞，正是仗恃着陛下犹如日月一般的英明，一定会宽恕臣忘记谦让退隐的过错。如今臣再次担任首席宰辅，总管朝政，位高震主的名声，一定会招来责骂。当年即使像周公那样的圣人遇上成王那样的明君，都不免受到猜疑，更何况臣！所以如果这么做的话，虽然是陛下爱臣，但却未必能做到我们君臣之间的有始有终。”孝文帝默然思考了许久，说：“我认真考虑了你的话，觉得很难驳倒其中的道理。”于是亲手写诏书给太子说：“你的叔父元勰遵守法规，勉励他人，就像白云一般洁净。他还厌恶虚荣，舍弃高位，就像松竹一般正直。朕小时候就和他一道亲密交往，片刻都不忍心离开他。朕百年之后，你应当准许他辞去官职，顺从他谦恭退让的秉性。”三月二十八（甲辰），孝文帝正式下诏赐冯后死，同时下诏给司徒元勰，让他征召太子赶来鲁阳即位，并任命侍中兼护军将军北海王元详为司空，镇南将军王肃为尚书令，镇南大将军广阳王元嘉为左仆射，尚书宋弁为吏部尚书，与侍中兼太尉元禧和尚书右仆射元澄等六人共同辅政。他临死前跟顾命宰辅们说：“你们太尉、司空、尚书令、左右仆射、吏部尚书六人，应当知道我太祖盛大的基业，与四象（指青龙、白虎、朱雀、玄武，分别代表东西南北）一样繁茂。累代圣上的英明，将宏伟的大业传给寡陋寡闻的朕。朕一生兢兢业业，总想着如何继承先圣的遗志。迁都到洛阳，定鼎在黄河和瀍水，目的就在于往南荡平瓯吴（指南齐），让万国成为礼仪之邦，好光耀祖宗七庙，救济黎民苍生。然而天不假寿，让朕无法实现这一志向。你们各位公卿请好好辅佐太子，兴隆我大魏皇室，不也很好吗？难道能不勉力而为吗！”
四月初一（丙午），一代明君魏孝文帝元宏在谷塘原的行宫逝世，终年才三十三岁。
孝文帝幼年是就很有至性。他四岁时，他父亲魏显祖曾患痈肿，孝文帝亲自为他吸脓。他五岁时接受父皇的禅让，悲痛哭泣得不能自胜。魏显祖问他为何，他答道：“取代亲人的感觉，痛切于心。”魏显祖非常惊叹奇异。文明冯太后觉得他过于聪明圣贤，担心他以后也许不利于冯氏，便密谋要废黜了他。于是在寒冬腊月，冯太后将只穿着单衣的孝文帝关在空室里，绝食了三天。她召来咸阳王元禧，打算立他为帝。后来由于元丕、穆泰、李冲的再三谏止，她才作罢。孝文帝起初并不感到怨憾，只是对元丕等人特别感恩戴德。
孝文帝很爱自己的几位弟弟，始终跟他们亲密无间。他对宗族成员也都十分和睦，礼数非常周到。他曾私下跟咸阳王元禧等人说：“我身后如果子孙偶然成为不肖，你们应当认真观望，能辅佐的则辅佐，不能辅佐的则取而代之。千万不要让他人占居了皇位。”他亲任贤能大臣，从善如流，精于政务，勤勉敬业，朝夕不倦。他还常说：“人主最忌怕的就是不能待人公平公允，对人推诚置信。如果能做到这两点，那么即使是胡人和越人（指南齐汉人）都可以成为兄弟一般。”他用法虽然严厉，对大臣的罪过也不怎么宽容，然而他生性宽厚仁慈，臣下有些小的过错，他还是经常原宥他们。他曾在食物中发现小虫，左右随从进热羹时也曾误伤了他的手，他都笑着原谅了他们。有些宦官曾在冯太后面前讲孝文帝的坏话，致使太后大怒，打了他几十棍仗。孝文帝默然接受，也不自我申辩。太后去世后，他也不追究那些宦官。他听览政事，无不从善如流。他对百姓非常同情怜悯，总想着如何帮助他们。
祭祀天地的五次郊祭和春分秋分的两次宗庙祭祀，他从未不曾亲自出席这些礼仪，不因为寒暑缺席。尚书上奏的案子，他总要亲自认真思考。百官不论大小，他都留心他们的政绩，也善待大家。他总是说：作为人君，最主要的担心是不能做到平均公允，不能推诚御物。如果真能做到均允和真诚，那么不管胡人汉人都可以亲如兄弟。每次外出巡游以及出兵征战，有司上奏请求修路，孝文帝总是说：“只要粗略修修桥梁，能让车马通过就行了。千万不要花太大功夫去除草平路等等。”国家进行的修建工程，往往都是不得已而为之，从不因为不很紧急的事情去动用民间劳役。在淮南用兵时，就像在自己的境内，他总是严禁士卒不得践踏损害田里的粟稻，也不让士兵随便砍伐百姓的树木以供军用。不得不这样做时，总让人留下布匹作为补偿。皇家宫室也总是到非得修缮时才肯花钱改造，衣服穿旧了浆洗一下又穿上；他的御马马鞍和马笼头也只用铁或木头而已。孝文帝年幼时力气很大，也善于射箭。他能用手指弹碎羊的骨头，猎射禽兽时也无不命中。但到了十五岁，他就再也不从事畋猎了。孝文帝经常私下跟史官说：“记载历史的时事不可以不直接真实地书写，不用忌讳国家的错误。帝王可以任意作威作福，无人能够制止。如果史书再不能记载他做的坏事，那他还有什么还害怕的！”
孝文帝还取消了所有经典书籍里没有记载的卜卦禳灾厌赌咒等迷信东西。他非常喜爱读书，手不释卷。《五经》里宣扬的大义，他看了之后便要宣讲，学习基本不用师授，乐意也善于探讨其中的精奥。史书传记和百家学说，他也无不涉猎。他还喜欢谈论《老》《庄》，尤其精通佛教释义。他才华横溢，博学多识，喜欢写文章；诗赋铭颂，也经常任兴而作。有大文笔时，总是马上口授，当形成文字时，经常一子不改。自太和十年（477）以后北魏朝廷的诏册，都是出自孝文帝的手笔。其余流传下来的文章，也有百来篇。孝文帝还喜爱奇才异士，如饥如渴地想得到他们。他接纳贤人名士，全凭他们才气的轻重，经常以平等的身份相待。他偶尔也悠然玄迈，不让世务烦心。
魏书的史臣赞扬他说：大魏最初在代郡和朔方一带创建基业，接着平定北方，经过多代的经营扩展了领土，全靠的是武力征服，根本没闲暇考虑到文教的大事。高祖（即孝文帝）幼年时就承继了宏伟的大业，很早就表现出睿圣的风貌。当时因为文明冯太后临朝摄事，所以他显得悠闲自得，谦恭谨慎，花时间在广泛阅读和取得心得体会上头，不太多表达自己的意见。然而他到底是上天注定来感化北方民众的。当他亲自总管大政时，高祖日理万机，十多年间，从来没有空闲过；以至殊途同归，百虑一致（语出《易·系辞下》：“天下何思何虑，天下同归而殊涂，一致而百虑。”意即天下归心）。百姓所经历的一切困难，高人所达到的所有境界，他虽然位居至尊，却全都亲身经历了。他真是一位钦明的君主，考察古人事迹，明辨是非；驾驭百姓，作到天人合一。身为帝王，他制定的规章制度，适用于官府和民间；在取舍方面他总是认真斟酌。他的文章风采焕然，让全国读书人耳目一新。加上高祖雄才大略，爱奇好士，把属下当作自己的骨肉，为了大众利益不惜劳累自己，百姓都不知该怎样称赞他的美德。说高祖经纬天地，这样的追谥难道有丝毫的过分吗！
孝文帝元宏四月初一在谷塘原病逝时，彭城王元勰和任城王元澄商量，觉得南齐太尉陈显达尚未远离，担心他又率军回来紧逼，便决定秘不发丧，将御卧的乘舆转移地方。孝文帝逝世的消息只有他们二人和身边少数随从知道。元勰出入行宫时神色豪无异常，奉送膳食，进去给药，内外转递宣布奏折，都跟平日一样。几天后，行宫抵达宛城。当夜，他们将御卧的乘舆搬进郡的听事厅里，然后偷偷弄来一部棺柩，将孝文帝的尸体放进去，再把棺柩放进御卧的乘舆内，外头没有任何人知道。两位王爷还派中书舍人张儒奉诏征召太子前来，并秘密将孝文帝病逝的噩耗告知留守的于烈。于烈处理留守事务就跟往常一样，举止没有任何变化。太子到鲁阳（今河南鲁山）时，遇上孝文帝的梓宫，这时才正式发丧。四月十二（丁巳），太子元恪即位，成为魏世宗，并宣布大赦。
彭城王元勰接着根据孝文帝的遗诏，赐冯后死。北海王元详让长秋卿白整到后宫赐给冯后毒药，冯后一边跑开一边喊叫，死活不肯喝，还说：“皇上怎会做这样的事来？不过是各个王爷辈要杀我而已！”白整捉住她，硬逼着她把毒药喝下后死去。孝文帝的梓宫抵达洛阳城南，咸阳王元禧等人被告知冯后已经死了，互相对望着说：“即使没有遗诏，我们兄弟们也应当决策让她去了。怎能让失去操行的妇人掌管天下大权，杀了我们这辈人！”北魏接着追谥冯后为幽皇后。
五月二十一（丙申），北魏将孝文帝安葬在长陵，庙号高祖。
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