兼任尚书，为西北道行台，统帅各路军队讨伐山胡，裴延俊不久因为患病被批准回京。三鸟群蛮也纷纷为寇，魏孝明帝准备御驾亲征，裴延俊在病中上书谏诤。裴延俊很快被授任七兵尚书、安南将军，转任殿中尚书，加中军将军，转任散骑常侍、中书令、御史中尉，又以本官兼任侍中、吏部尚书。裴延俊在中央的台阁仅仅是循规蹈矩，对于大事并不能裁决和纠正。建义元年四月庚子（528年5月17日），裴延俊在河阴之变中遇害，朝廷赠予都督雍岐豳三州诸军事、仪同三司、中军将军、雍州刺史。