如此受到尔朱荣的亲近信任。魏孝庄帝心中畏惧厌恶元天穆，永安三年九月辛卯（530年10月25日），尔朱荣和元天穆从晋阳前往洛阳朝见，九月戊戌（530年11月1日）在明光殿被魏孝庄帝设置的伏兵一起杀死，元天穆时年虚岁四十二。魏节闵帝元恭初年，追赠元天穆侍中、丞相、都督十州诸军事、柱国大将军、假黄钺、雍州刺史，上党王如故，谥号武昭，普泰元年八月戊戌朔十一日戊申（531年9月7日）迁葬于京城西北二十里。