后萧绰重用，向太后喊冤，太后要处死耶律国留。辽圣宗知道救不下耶律国留，派人与他诀别，问他后事。耶律国留拜谢「陛下悯臣无辜，恩漏九泉，死且不朽」。处死后，当时的人多认为他有冤。他在狱中写下《兔赋》《寤寐歌》被世人所称道。他的哥哥耶律学古、耶律乌不吕，弟弟耶律资忠、耶律昭。