然而世上没有不透风的墙，等到燕军渡江，向京师逼近时，建文帝此时已经得到徐增寿与朱棣勾结的铁证。不仅如此，在朱棣到达南京城外的龙潭后，徐增寿又即刻派人跟他联系，准备做内应，以迎接燕军入城。不巧消息走露，徐增寿被一群文官围殴，而建文帝很快便获悉此事。
对于这个"吃里爬外"的叛徒，建文帝暴怒不已，命人将徐增寿押来，责问他为何做出如此大逆不道之事。面对皇帝的诘问，徐增寿无言以对，只能跪在地上叩头求生。建文帝越想越气，抽出腰间的佩剑，一剑便将他砍死在殿庑之下。可笑徐增寿机关算尽太聪明，反误了卿卿性命。
建文四年（1402年）六月十三，守卫金川门的谷王朱橞、大将军李景隆在望见朱棣的麾盖后，没做任何的抵抗，便下令开门迎降。京师陷落后，建文帝举火焚烧宫殿，随后不知所踪，朱棣由此成为帝国的新主人。此时朱棣已获知徐增寿被杀的消息，便也顾不上其他事务，赶紧命人带他到徐增寿停尸之处，然后抚尸痛哭，令在场所有人无不动容。
