公元1402年6月13日，风和日丽，晴空万里，燕王朱棣率军疾速向南京挺进，直逼金川门。建文帝委派的负责守卫金川门的大将军李景隆和谷王朱穗见败局已定，遂大开城门，恭迎燕师入城，南京陷落。
进城以后，朱棣立即派精兵赶赴皇宫，欲捉拿建文帝，但此时，突然宫中起火，顷刻便烈焰冲天，建文帝神秘失踪。后来人们从火中扒出一具尸体，已面目全非，分辨不清是不是建文帝。朱棣赶到后，为掩人耳目，堵塞天下人指责自己篡权的口实，匆忙指认这具尸体就是建文帝，并用天子之礼埋葬。但事实上后来确认，从火中扒出的尸体并不是建文帝，而是建文帝的皇后马氏。
那么建文帝究竟哪里去了？建文帝是怎么逃走的？逃到了什么地方？这不仅是当时的人很关心，后世人也常常提及此事，并产生了许多颇为神秘的说法。
有记载说金川门失守后建文帝长吁短叹打算自杀。翰林院编修程济说：“不如出逃。”少监王铖跪秉道：“太祖驾崩时留下铁箧，说有大难时打开，现放在奉先殿左边。”身边大臣急忙拿来铁箧，不只是裹着铁皮，两把锁也灌上了铁。建文帝急忙让人到大内殿点了把火！皇后马氏赴火而死。程济打碎铁箧，里边有度牒3张分别叫应文、应能、应贤，有剃刀一把，白银十锭，还有僧人穿的袈裟和鞋帽，里边还写着逃出的路线。程济随后为建文帝剃了发，杨应能愿剃发随行。监察御史叶希贤以自己名字中有“贤”字，认为“应贤无疑”也剃了发。当时身边的五六十人都愿随行，建文帝以人多目标大、行动不便为由，让大家“宜各从便，”自己身边只带9人逃去。神乐观道士王升用小船将建文帝接出。接着杨应能，叶希贤等13人赶来。此后建文帝身边只留四五人做护卫，其余的人“遥为应援。”于是他们便忽南忽北，往来名胜，浪迹江湖，在许多地方留下了他们的传说和故事。直到现在云南“大理民家仍有以惠帝（建文帝）为鼻祖者”。
建文帝在云南、贵州一带留下的遗迹和传说较多，不少书还记录了一些建文帝的诗文。有一些属后人假托，但有一些颇合建文帝身份，似不像假冒。其中一首是：
风尘一夕忽南侵，天命潜移四海心。
凤返舟山红日远，龙归沧海碧云深。
紫微有象星还拱，玉漏无声水自沉。
遥想禁城今夜月，六宫犹望翠华临。
另一首是：
阅罢楞严磬懒敲，笑看黄屋寄云标。
南来瘴岭千层迥，北望天门万里遥。
款段久忘飞龙荤，袈裟新换莽龙袍。
百官此日知何处，惟有群鸟早晚朝。
对建文帝是死是活，明成祖朱棣特别关心。因为他心里非常清楚，只要建文帝仍活在世上，他就是一面神圣的旗帜，有着很大的影响力和号召力，随时都可能对自己的皇位构成威胁。因此，他派心腹大臣四出，或明言出使，借机访察，或扮成普通百姓，秘密寻找建文帝下落。
永乐五年（1407年），朱棣派胡淡，以访仙人张三丰为名，暗中查访建文帝的下落。胡淡行遍全国州郡乡邑，一直寻仿了20余年。传说中的建文帝是在西南一带出没。永乐皇帝怀疑建文帝也许逃到东南亚一带去了。永乐中期，他派郑和出海贸易，顺便查访建文帝的踪迹。郑和先后七次下西洋远到非洲的东海岸，与所经各国进行贸易，但没有带回半点建文帝的消息。永乐帝没有得到结果。带着疑虑，在永乐二十二年辞别了人世。
建文帝的下落到底如何，成为一桩历史疑案。这个问题不仅长期困扰着明成祖，而且困扰了后来的数代皇帝。
有一种说法，正统年间，有个御史出巡到南方时，忽见一僧人挡住了去路；随从们大声斥，老僧也不避开，自称是“建文帝”，并献上一首诗：
“流落江南四十秋，归来白发已满头。
乾坤有恨家何在，江汉无情水自流。
长乐宫中云气散，朝元略上雨声愁。
新薄细柳年年绿，野志吞声哭未休。”
御吏忙将此事上奏朝廷。明英宗派御史察问，也无法辨清真伪。后来老僧死在狱中。
另一种说法流传较广，正统七年（1442年），有一个僧人来到田州（今广西田阳）土官官府，自称是建文帝，说自己从四川到云南，又来到广西，因年纪已老，希望能把骸骨埋在祖墓旁边。官员们一听大惊，立即上报朝廷，并把他送往京师，宫中的人称他为“老佛”。朝廷大臣连连上疏，怀疑他是假冒，故意惑众。因老宦官吴亮侍奉过建文帝，英宗便命吴亮前去见一下这个僧人，看是真是假。一见面，那个僧人就说：“你不是吴亮吗？”吴亮故意说：“不是”。僧人说“我往日御便殿，你进饭食，吃的是子鹅。我扔到地下一片鹅肉，你的手还提着一只壶，像条狗一样趴在地上把那块肉吃了，怎么说你不是吴亮呢！”吴亮听后伏地大哭，回去以后自尽而死。英宗知道后，把僧人迎到宫内，直至老死，葬于西山，不封不树。
还有人说：“当年建文帝出宫后，浪迹天涯，后来在江苏吴县鼋山普济寺栖身。并在姚广孝的监护下栖身于穹窿山皇驾庵。1423年病故，葬于皇驾庵后面的山坡上。
总之，建文帝究竟是死是活，一直是明史上的谜。
