帝从洛阳出发，命令于烈留守洛阳，任命右卫将军宋弁兼任祠部尚书，代理“七兵事”（掌管军事的官职），辅佐于烈。宋弁处理政务精细勤勉，孝文帝对他的恩宠礼遇仅次于李冲。

三月初七（癸未日），孝文帝抵达梁城。崔慧景正在进攻北魏的顺阳，顺阳太守、清河人张烈坚守城池；三月初八（甲申日），孝文帝派遣振威将军慕容平城率领五千骑兵前去救援顺阳。

自从孝文帝生病以来，彭城王元勰一直留在宫中侍奉他服药治病，昼夜不离左右，孝文帝的饮食他一定先尝过再端给孝文帝，自己则头发散乱、满脸污垢，连衣服都不脱就睡觉。孝文帝因长期生病，性情变得暴躁易怒，身边侍从稍有不慎，动辄就会被下令处死。元勰总是顺着孝文帝的心意，寻找合适的时机劝谏，挽救了很多人的性命。

三月初十（丙戌日），孝文帝任命元勰为使持节、都督中外诸军事（掌管全国军队）。元勰推辞说：“我侍奉陛下治病都忙不过来，怎能再治理军队！希望陛下另选一位亲王，让他总管军事，我才能专心照料陛下的病情。”孝文帝说：“侍奉我治病、治理军队，都要依靠你。我的病已经到了这个地步，很担心活不了多久；安定全军、保住国家，除了你还能有谁！你怎么能再请别人接替，违背我托付的心意呢！”

三月二十一（丁酉日），孝文帝抵达马圈城，命令荆州刺史、广阳王元嘉扼守均口，阻断南齐军队的退路。元嘉是元建的儿子。

陈显达率领军队渡过均水向西进军，占据鹰子山修筑营垒；军中士兵情绪沮丧、心怀恐惧，与魏军交战，多次战败。北魏武卫将军元嵩摘下头盔冲锋陷阵，将士们紧随其后，南齐军队大败。元嵩是元澄的弟弟。

三月二十二（戊戌日）夜里，军主崔恭祖、胡松用黑色布幔裹住陈显达，几个人抬着他，从小路经分碛山逃出均水口，向南撤退。三月二十三（己亥日），魏军缴获了陈显达军队的物资，数量以亿计算，孝文帝将这些物资分赏给将士，又追击南齐军队到汉水才返回。南齐左军将军张千战死，士兵死亡的有三万多人。

陈显达北伐时，军队曾进入汋均口。广平人冯道根劝陈显达说：“汋均水水流湍急，军队前进容易、后退困难；如果北魏军队守住险要关口，我们的军队就会首尾受困。不如把船只全部丢弃在酂城，从陆路徒步前进，让各营依次排列，大张旗鼓地进军，一定能打败魏军。”陈显达没有听从。冯道根带着自己的家丁随军出征，等到陈显达夜里撤退时，士兵们不熟悉山路，冯道根每次走到险要之处，就停下马为大家指明道路，众人依靠他才得以保全性命。朝廷下诏任命冯道根为汋均口戍副。陈显达一向有威名，经过这次战败，威名大损。御史中丞范岫上奏请求罢免陈显达的官职，陈显达也自己上表请求辞职；朝廷都没有同意，反而任命陈显达为江州刺史。崔慧景也放弃顺阳，撤兵返回南齐。

三月二十四（庚子日），孝文帝病情加重，决定向北返回洛阳，到达谷塘原时，对司徒元勰说：“后宫的冯皇后长期违背妇德，我死后，可以赐她自尽，用皇后的礼仪安葬她，这样或许能避免冯氏家族的丑名传开。”又说：“我的病越来越重，恐怕一定治不好了。虽然打败了陈显达，但天下还没有平定，太子年幼弱小，国家的安危全靠你了。过去霍子孟（霍光）、诸葛孔明（诸葛亮）以异姓的身份接受先帝托孤，何况你是我的亲弟弟，又贤明能干，怎能不努力承担这份重任！”元勰流泪说：“平民百姓，尚且能为知己献出生命；何况我依托先帝的神灵，蒙受陛下的恩宠！但我作为陛下的至亲，长期参与朝廷机密事务，得到的宠信和荣耀显赫，天下没有人能比得上；我之所以敢接受重任而不推辞，正是依仗陛下像日月一样光明，能宽恕我不知退让的过错。现在又任命我为首席大臣，总掌朝政大权；这样会让我因‘功高震主’而招致灾祸，这是必然的。过去周公是圣人，周成王也是英明的君主，周公尚且难免被怀疑，何况我呢！如果这样安排，陛下对我的爱护，就不能算是有始有终了。”孝文帝沉默了很久，说：“仔细想想你的话，确实有道理，我无法反驳。”于是亲手写下诏书给太子：“你的叔父元勰，品行高洁，如同白云一样纯净；他厌恶荣华富贵，把松竹的坚贞作为人生追求。我从小就与他亲密相处，不忍心与他分离。我去世后，准许元勰辞去官职，放弃爵位，满足他淡泊退让的本性。”孝文帝又任命侍中、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，让他们与侍中、太尉元禧，尚书右仆射元澄等六人共同辅佐朝政。

夏季，四月初一（丙午日），北魏孝文帝在谷塘原去世。孝文帝对各位弟弟十分友爱，始终没有隔阂。他曾从容地对咸阳王元禧等人说：“我死后，如果子孙后代偶遇不成器的君主，你们可以观察情况，能辅佐就辅佐，不能辅佐就取而代之，不要让江山被外人夺走。”孝文帝亲近任用贤能之人，听从正确意见如同水流向低处一样自然，处理政务精细勤勉，从早到晚不知疲倦。他常说：“君主最担心的是不能做到内心公平、对事物秉持诚意。若能做到这两点，即便是像胡、越那样疏远的人，也能变得像兄弟一样亲近。”他执