根据谷应泰在《明史纪事本末》的记载：燕军破城而入时，朱允炆欲拔刀自尽，少监王钺在侧拦住说：“陛下不可轻生，从前太祖升遐时，曾留有一个箱子，并说‘子孙若有大难，可开箱一视，自有方法’。”朱允炆即命王钺取箱，片刻后有太监四人，扛一箱入殿，箱的四围俱用铁皮包裹，连锁心内也灌生铁。王钺取了铁锥，将箱敲开，里面藏着度牒三张，以及袈裟僧帽僧鞋等物，并有剃刀一柄，白银十锭，及一张纸，纸中写着：“允炆从鬼门出，余人从水关御沟出行，薄暮可会集神乐观西房。”朱允炆叹息道：“天命如此，还有什么可说的？”太监立即取出剃刀，给朱允炆剃发。朱允炆脱了衣冠，披上袈裟，藏好度牒；一面命纵火焚宫。顿时火光熊熊，把金碧辉煌的皇宫，烧为灰烬。皇后马氏，投火自尽，妃嫔多半焚死。朱允炆痛哭一场，麾衣出走。鬼门在太平门内，是内城一矮门，仅容一人出入，外通水道。朱允炆伛偻先出，其余亦鱼贯出门。门外正好有一艘小船，船中有一道士，呼朱允炆乘舟，并叩首称万岁。道士说：“昨夜梦见高皇帝，命臣来此守候。”流亡诸人遂乘舟而去。　

　　这是个十分离奇的传说，流传很广。在西南数省留有不少有关朱允炆的遗址和传说。据说是朱允炆避难贵州金竺（今贵州广顺）时，还作了一首诗：　　风尘一夕忽南侵，天命潜移四海心。　　凤返丹山红日远，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。　　颇为符合朱允炆身份。

　　虽然无法证实朱允炆是否真的流亡道西南一带，但其下落终成为一件悬案，谁也不能肯定他是否真的被烧死了。朱棣在大火中找到了两具尸体，当作是朱允炆与皇后马氏下葬，但其实他内心深处，也对朱允炆的死很怀疑。朱棣曾经派户科给事中胡濙，配上认识朱允炆面貌的内侍朱祥，以寻访武当道士张三丰（时人称为“张邋遢”，大名鼎鼎的奇人，不修边幅，飘忽不定，据说能一日千里）的名义，从陆路遍访各州、郡、乡、邑，打探朱允炆的下落。永乐二年（1404年），又有谣传说朱允炆已经逃亡海外，朱棣又派亲信宦官郑和（世称“三保太监”）领兵浮海，远巡西洋，这就是历史上著名的“郑和下西洋”，但也未查到朱允炆下落。　　永乐二十一年（1423年），在外面漂泊十几年的胡濙突然赶回北京。此时朱棣驻地刚好在宣府驻军。胡濙匆忙赶到宣府时，已经是深夜，朱棣已经睡下，听到是胡濙回来，立即批衣照见。君臣二人一直密谈到四更。《明史》记载说：“先未至，传言建文蹈海去，帝分遣内臣郑和数辈浮海下西洋，至是疑始释。”如此推断，显然胡濙已经打探到了朱允炆的确切消息，而且事隔多年，朱允炆已经没有任何争夺皇位的想法和可能了。自此，朱棣不再追查朱允炆的踪迹。　　还有记载说后来年已六十四岁的朱允炆因被人发现而被接入京城。明英宗为了辨明真伪，让曾侍奉过朱允炆的老太监吴亮出来鉴别，朱允炆的左脚趾上有颗黑痣，吴亮验过属实，就捧着朱允炆的脚哭了起来，朱允炆就被迎入宫内居住，直到老死。

　　万历二年（1574年）十月，十二岁的明神宗朱翊钧突然向首辅张居正问及朱允炆的下落。张居正当时回答说：“国史不载此事，但先朝故者相传，言建文皇帝（朱允炆）当靖难师入城，即削发披缁，从间道走出，后云游四方，人无知者。”可见张居正也认为朱允炆并没有烧死，而是逃走了。因为时间已久，明成祖朱棣当时担心的朱允炆复辟问题已经不复存在，连明神宗都公然发问，可见当时已经不是什么忌讳。　

　　朱允炆的真正下落，至今难以确考，为明史的一大疑案。