并留段庆宿卫东宫。复拜其为云南诸路行中书省参知政事。段实在大理对元朝尽忠的表现获得忽必烈赞赏，对他「示至优之渥」，段实一如过往的大理统治者，笃信佛教，史称他「留心内典，崇信三宝」。1282年元朝廷诏其与右丞拜答儿从云南出征缅甸，行至金齿城病逝。死后赐谥号武定，称武定郡公。