燕王继位称帝后，以“天子礼”葬建文皇帝。但是建文帝是不是真的被烧死，很多历史学家都不能肯定。他们认为，这种说法很可能是朱棣及其手下人制造出来的，因为只有说皇帝及其长子已经死去，朱棣才能在名分上承继大统，坐上皇位。有学者指出，即使在《明史》中，各个篇章对建文帝死于火焚的记载也各有差异。
《成祖本纪》记载：“宫中火起，帝不知所终。燕王遣中使出帝后尸于火中。”《太宗实录》记载：“上望见宫中烟起，急遣中使往救，至已不及，中使出其尸于火中，还白上，上哭曰，果然，若是痴呆耶！”《补本》中记载，“棣遣中使出后尸于火，诡云帝尸，越八日壬申，用学士王景言，备礼葬之”。
上述后一种记载指出，并无建文帝尸体，找到的只是皇后的尸体。朱棣曾指天为誓，说他要仿效“周公辅成王”，帮侄子建文帝治理天下。果真如此，就该先弄清建文帝下落，生见其人，死有其尸。可是，破城第二天，他就匆忙“即皇帝位”，给人的印象是，朱棣有意弄假成真，将皇后尸体冒充建文之尸尽快埋葬，使建文旧臣放弃反抗，树立自己的地位。
至于，朱允炆果真是与马皇后一起投火自焚而死了吗？明成祖朱棣心中也是将信将疑的，或者怀疑的成分居多，他之所以听从臣下建议，以王礼葬了那火中的尸骨，无非是想使惠帝的支持者绝望罢了。朱棣在位的二十多年中，关于惠帝的下落，民间虽然有很多传说，而文臣史家，格于文禁，记载罕传。仁、宣以降，有关的记载渐渐多了起来。
还有一种说法，是关于建文帝出亡之说。
天顺、正德朝之后，严峻的政治环境有所好转，关于建文帝出亡说的史料开始多起来。万历二年十月，12岁的神宗曾向张居正问及建文帝下落一事，张居正回答：“国史不载此事，但先朝故者相传，言建文皇帝当靖难师入城，即削发披缁，从间道走出，后云游四方，人无知者。”可见首辅张居正也倾向于建文帝出亡之说。值得注意的是，民间传闻已经入天子耳中，而且这时谈论建文帝出亡已经不再是禁忌话题。关于建文帝出亡一事，谷应泰《明史纪事本末》中的记载最具有代表性。他认为建文帝并未自焚，而是在大臣的保护下由密道逃出南京。
建文四年夏六月乙丑，帝知金川门失守，长吁，东西走，欲自杀。翰林院编修程济日：“不如出亡。”少监王钺跪进日：“昔高帝升遐时，有遗箧，曰：‘临大难，当发。’谨收藏奉先殿之左。”群臣齐言：“急出之！”俄而舁一红箧至，四围俱固以铁，二锁亦灌铁。帝见而大恸，急命攀火焚大内，皇后马氏赴火死。程济碎箧，得度牒三张，一名应文，一名应能，一名应贤。袈裟、帽、鞋、剃刀俱备，白金十锭。朱书箧内：“应文从鬼门出，余从水关御沟而行，薄暮，会于神乐观之西房。”帝曰：“数也！”程济为帝祝发。吴王教授杨应能愿祝发随亡，监察御史叶希贤毅然日：“臣名贤，应贤无疑。”亦祝发。各易衣披牒。在殿凡五六十人，痛哭仆地，俱矢随亡，帝曰：“多人不能无生得失，有等任事著名，势必穷诘；有等妻子在任，心必萦系，宜各从便。”御史曾凤韶曰：“愿即以死报陛下！”帝麾诸臣，大恸，引去若干人。九人从帝至鬼门，而一舟舣岸，为神乐观道士王升，见帝，叩头称万岁，曰：“臣固知陛下之来也。畴昔高皇帝见梦，令臣至此耳！”乃乘舟至太平门，升导至观，已薄暮矣。俄而杨应能、叶希贤等十三人同至。
上面这段文字的真实性的确让人有所怀疑，可谷应泰讲得栩栩如生，令人真假难辨；建文帝到底是自焚而死呢，还是由密道逃离南京？史学家对此各持一说。既然建文帝有可能逊国出亡，他又去了哪里呢？综合各种资料，有如下几种说法：
一、逊国为僧，云游四方
正如《明史纪事本末》记载，建文帝从南京逃出后，带着杨应能、叶希贤、程济两比丘一道，隐名易服，云游天下。学者根据地方志、遗迹、遗址等资料考证，认为建文帝曾流亡于云南、贵州、四川、湖北、江浙、广东等地，《明史纪事本末》说他为逃脱追捕，“西游重庆，东到天台，转入祥符，侨居西粤，中间结庵于白龙，题诗于罗永，两入荆楚之乡，三幸史彬之第”。
西南数省，留有很多有关建文帝的遗址和传说。徐霞客在《徐霞客游记》中记载有建文帝曾在贵州白云山修行时遗留的遗迹：“有巨杉二株，爽立磴旁，大合三人抱；西一株为火伤其顶，乃建文君所手植也。再折而西半星，为白云寺，则建文君所开山也；前后架阁两重。有泉一坎，在后阁前槛下，是为‘跪勺泉’。下北通阁下石窍，不盈不涸，取者必伏而勺，故名日‘跪’，乃神龙所供建文君者。中通龙潭，时有金鲤出没云。由阁西再北上半里，为流米洞。洞悬山顶危崖间，其门南向，深仅丈余，后有石龛，可旁为榻。其右有小穴，为米所从出流以供帝者，而今无矣。左有蛱高迸，而上透明窗，中架横板，犹云建文帝所遗者，皆神其迹者所托也。”
另传说湖北、湖南、四川、贵州、云南、广西等地都有他的足迹，又曾在各地寺庙留驻，如湖北武当山、广西横州南门寺等等。
二、北京西山老僧说
传说后来至明英宗正统年间，有一位老僧往见广西思恩州士官岑瑛，自称为建文帝，蹉跎岁月，希望返回朝廷，安享晚年。岑瑛急忙报告巡按御史，驿送赴京。途中，老僧赋诗云：
沦落江湖四十秋，归来白发已蒙头。
乾坤有主家何在，江汉无情水自流。
长乐宫中云气散，朝元阁上雨声愁。
新蒲细柳年年绿，野老吞声哭未休。
老僧至北京后，朝廷派当年侍候过惠帝的尚膳监太监吴亮前去辨认。老僧见到吴，说：“你不是吴亮吗？”亮说不是。老僧道：“有一次，我在便殿用膳，弃肉一片于地，你伏地舔食之，怎么说不是呢？听说老臣杨士奇尚在，能让他出来相认吗？”吴亮复命，明英宗确认老僧即惠帝，命迎入西苑居住。后来惠帝老死，葬于西山，不封不树。
这是历史上流传较广的关于建文帝出亡的故事。事实是那和尚不是明惠帝，而是一个假冒者。据《明英宗实录》记载：正统五年（公元1440年）十一月，有个老僧，年九十余岁，从云南来到广西思恩府，对人说：我就是建文帝，张天师说我有四十年苦，现在为僧期满，应返回邦国，以享天年。思恩府士官岑瑛感到事关重大，将老僧及其徒抓了起来，送交总兵官柳溥，械送京师。英宗命大臣会审。开始时，老僧坚称自己即建文帝，并说自己年纪大了，希望归葬于祖父陵旁。审案的一位御史突然从旁边问他有多大年纪，老僧说有九十多岁，廷臣诘问道：建文帝生于洪武十年，至今应为六十四岁，怎么会有九十多岁？老僧无言以对。最后，老僧不得已交代了自己的来历。原来，老僧名杨行祥，河南钧州人，洪武十七年度牒为僧，游历两京及云、贵、广西等地，听熟了惠帝出走的一些故事，在同伴怂恿下前来冒充。明英宗下令将其囚于锦衣卫，不久死于狱中，同谋僧12人全部谪戍辽东边卫。
三、漂洋出海，去了南洋
有传言建文帝泛舟出海，去了南洋，并在某个小岛上过着自食其力的恬然隐居生活。当时中国去往南洋的人很多，据说张士诚失败后，他的一些部下就逃往南洋，拓荒移民。近人有人考证建文帝避难泉州开元寺，并在开元寺扬帆出海，最终隐居印尼苏门答腊岛东海岸，然而没有更多的证据，仅仅是猜测而已。明成祖朱棣担心建文帝纠集当地的中国人，或者是以宗主的身份号召南洋诸国兴兵，因此很不放心，特意派遣郑和数下西洋，一为宣扬国威，一为追踪建文帝。据《明史》载：“成祖疑惠帝亡海外，欲踪迹之，且欲耀兵异域，示中国富强。永乐三年六月，命和及其侪王景弘等通使西洋，将士卒二方七千八百余人，多赍金币。”在郑和的船队里，还有一部分是锦衣卫，专门负责侦缉，至于是否探知建文帝踪迹，就不得而知了。
由于多少年来，人们对明惠帝寄予深切的同情，而且惠帝逃亡之说也并非是全无踪影的空穴来风，所以这方面的传说和记载才会越来越多。事实上，查阅有关建文帝流亡的历史记载，可以看到，时间越晚，记载越详，而杜撰伪造的成分也就越多。
近年来有报载，有一位林国恩先生经过9年研究，破译了贵州安顺的“红崖天书”。这是当地崖壁上一块长10米、高6米，用奇特的铁红色颜料写成的文字，似篆非篆，多年来无人能识。林国恩认为“天书”成书约在1406年（明永乐四年），是逊国的建文皇帝颁发的讨伐燕王朱棣篡位的《伐燕诏檄》。全文直译为：“燕反之心，迫朕逊国，叛逆残忍，金川门破，杀戮尸横，罄竹难书，大明日月无光，成囚杀之地。须降伏燕魔，作阶下囚。丙戌（公元1406年）甲天下之凤凰（御制）。”如果译文准确无误，就能证实建文帝朱允炆确已逃出，并图谋恢复。这又与《明史纪事本末·建文逊国》中所载建文帝的一首诗相印证：“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。遥想禁城令夜月，六宫犹望翠华临。”《伐燕诏檄》和这首诗，都是建文帝复辟心态的直白！
兰州大学历史系公维章博士从民国《创新渭源县志》中找一条资料：“靖难之役”后，建文帝逃亡到了青海瞿昙寺。《创新渭源县志卷9》“艺文志”中，《五竹寺记》载：“建文于夏六月庚申十三日未时，由癸门出，比时愿扈驾车22人曾节（郭节）其一也。君臣奔窜崎岖，昼伏夜行。历滇南、巴蜀，建文至乐都瞿昙寺。”该文所载建文帝君臣出亡路线及出亡青海瞿昙寺的情形，与当时的历史背景十分相符。据史料记载，瞿昙寺建立初期就与明皇室建立密切关系。永乐以来，明朝历代帝王多次给瞿昙寺赐匾、修佛堂、封国师、赐印、派大臣等。
公维章认为，南朝刘宋时期，已开通从南京历巴蜀、河湟至于阗的所谓“丝绸南道”，“靖难之役”后，燕王率军南下，北方道路被封，建文帝只有向南方逃窜，辗转云贵、巴蜀，最后选择西北边荒的河湟地区作为落脚点，是极有可能的。
近人在考察建文帝下落方面取得了突破性成果。《文汇报》编辑徐作生原是学历史出身，他利用记者的方便条件，曾去南京寻访建文帝遗迹，后又赴北京多方考证。后来，徐作生数次去江苏吴县鼋山和穹窿山一带进行实地勘访，在此找到了建文帝出亡的遗迹、遗物，例如雕龙柱础、御池、御池桥、神道、方台等。他以文献材料结合自己实地勘访的结果，连续写成两篇论文，在学术界引起了普遍的重视和赞同。他经过7年的努力得出结论：当年建文帝出亡后，曾藏于江苏吴县鼋山普济寺内。不多久姚广拳归隐禅寺，在姚广孝的监护下，建文帝隐匿于穹窿山皇驾庵，直至1423年（永乐二十一年）病死于此，葬于皇驾庵后的小山坡上。作者的结论与胡滢向明成祖的回报恰相吻合。因此可以得出结论，建文帝没有死于火，而是逃亡在外了。
有人则认为建文帝在四川平昌佛罗寺躲藏过，并病逝于此，葬于寺后山坡上。建文帝之所以选择佛罗寺，是喜欢这里偏僻难寻，不容易被发现。因他常常面向京城的方向暗自哭泣，后人就把佛罗寺改称望京寺。
另外，近几年有人自称建文帝后人，献出《让氏家谱》，称建文帝通过地道逃离南京，假扮僧道，云游各地，后隐居于武昌，死后就葬在武昌洪山。当然，这一说法还有待于进一步的验证。
对建文帝出亡谜案的解释、传说、附会决不是上面列出的几种，有许多凄美的故事在许多书籍、口头上流传开来，而且也必将流传下去。当然，建文帝的结局到底怎样，谁也没有确凿的证据，成为中国历史上一个难以解开的谜团。
不过，也有一些历史学者认为，建文帝自焚身亡是事实，因为当时燕军兵临城下，把紫禁宫团团围住，建文帝想逃也来不及，更何况经考查也无鬼门、御沟逃路。建文帝深知他的四叔是个贪权无厌、残暴无情的武夫，落在他手里决无好下场，不如以死了之。朱棣也绝不会让建文帝活下去，否则他就不能当皇帝。但朱棣为了不留下“杀侄夺位”的名声，故意苦心寻找建文帝下落，留下了历史疑案，这可能是朱棣的计谋。
那么，靖难之役以后，惠帝究竟下落如何呢？确是一大未解之谜。
但不管建文帝的下落如何，都不影响乾坤既定的朱棣称帝。建文四年六月己巳，朱棣在南京奉天殿登基，是为明成祖，年号“永乐”。从此，开始了他22年的统治。这就是明史上的“靖难之役”。