地处理了“胶州湾事件”和“曹州教案”，又严法规治黄河，使山东数年之间再无河患。光绪三十三年（1907年）9月，杨士骧代替袁世凯为署直隶总督。宣统元年（1909年）6月28日，猝卒于任，终年五十岁，赠太子少保，谥文敬。归葬淮安马甸乡。袁世凯曾说，“天下翰林真能通的我眼里只有三个半，张幼樵、徐菊人、杨莲府，算三个全人，张季直算半个。”中国科举制度中，最后一个状元刘春霖是杨士骧的门生。
死因与墓葬.关于杨的死因，当时众说纷纭，有病逝，仇杀，情杀，被革命党暗杀等说法，不一而足。