建文四年（1402年）六月十三，燕军抵金陵。徐增寿作内应，事败，被朱允炆亲自诛杀于左顺门。守卫金川门（位于南京城西北面）的朱橞和李景隆望见朱棣麾盖，开门迎降，是为金川门之变。燕军攻入金陵，江山易主。靖难之役结束。战争虽结束，与此相关的历史却在发展。燕王进京后，宫中起火，建文帝下落不明。有的说建文帝于宫中自焚而死，或云建文帝由地道出亡，落发为僧，云游天下，传说他于正统朝入居宫中，寿年而终；又有一说建文帝逃至东南亚，郑和下西洋的其中一个目的就是寻找建文帝。建文帝的真正下落已不可确考，成为明史上的一大悬案。
朱棣称帝
燕军进入南京后，朱允炆在皇宫放火，朱允炆本人不知所终；此后其下落成为谜团。朱棣入城后，派人找出马皇后的尸体，指认其为朱允炆，并执其手哭“傻小子，何苦如此！”。随后六月二十日，以天子礼葬朱允炆，造成建文帝已死的假象。而朱允炆的下落成为了千古迷题。据传，郑和下西洋的初衷之一便是搜寻建文帝的踪迹。而另一路是胡濙密访江浙一带。
朱棣进入南京之后，翰林院编修杨荣迎于马首，说：“殿下先谒陵乎？先即位乎？”点醒朱棣。次日（建文四年六月十四）起，诸王及文武群臣多次上表劝进，朱棣不允。数日后（六月十七），朱棣谒孝陵，并于当日即皇帝位，是为明太宗（后改为成祖）。重建奉天殿（旧殿被朱允炆所焚），刻玉玺。同年十一月十三日，封王妃徐氏为皇后。
朱棣不承认建文年号，七月初一（一说六月十八），将建文元、二、三、四年改为洪武三十二至三十五年，次年改为永乐元年。凡建文年间贬斥的官员，一律恢复职务（如靖难初期因离间被贬的江阴侯吴高被再次起用，守大同）；建文年间的各项改革一律取消；建文年间制定的各项法律规定，凡与太祖相悖的，一律废除。但一些有利于民生的规定也被废除，如建文二年（1400年）下令减轻洪武年间浙西一带的极重的田赋，至此又变重。