在抚州任职的五年中,颜真卿关心民众疾苦,注重农业生产,热心公益事业。针对抚河正道淤塞,支港横溢,淹没农田的现状,他带领民众在抚河中心小岛扁担洲南建起一条石砌长坝,从而解除了水患,并在旱季引水灌田。抚州百姓为了纪念颜真卿,将石坝命名为千金陂,并建立祠庙,四时致祭。大历十二年(777年),元载被杀,经宰相杨绾、常衮举荐,颜真卿获召入朝,担任刑部尚书,随后升任吏部尚书。大历十四年(779年),李豫驾崩,颜真卿重任礼仪使。他上奏说前几朝皇帝追加谥号的礼节繁复,请按初定的礼节为准。颜真卿的意见遭袁傪排斥,往往无法上报朝廷。时值战乱之后,典章法令废弛,颜真卿虽然博古通今,但他的建议多被权臣阻扰,难以实施。颜真卿因刚正而得罪宰相杨炎,被改为太子少师,仍兼礼仪使。到奸相卢杞掌权后,更加厌恶颜真卿的刚正,改授他为太子太师,罢免其礼仪使一职。卢杞还多次派人探听哪一个方镇方便些,准备把他排挤出京都。颜真卿去见卢杞,告诉他说:“你先父卢中丞(指卢奕)的头颅送到平原郡,脸上满是血,我不忍心用衣服擦,亲自用舌头舔净,您忍心不容忍我吗?”卢杞表面惊惶地下拜,但内心却恨之入骨。建中四年(783年),叛乱的淮西节度使李希烈攻陷汝州。卢杞建议派颜真卿前往李希烈军中,传达朝廷旨意,唐德宗李适同意。朝臣为此大惊失色,宰相李勉秘密上奏,“以为失一国老,贻朝廷羞”,坚决要求留下他。河南尹郑叔则也劝他不要去,颜真卿回答说:“圣旨能逃避吗?”颜真卿到后,李希烈想给他一个下马威。在见面时,李希烈让自己的部将和养子一千多人都聚集在厅堂内外。颜真卿刚开始宣读圣旨,那些人就冲上来,手里拿着明晃晃的尖刀,围住他又是谩骂,又是威胁。颜真卿面不改色,李希烈才用身子护着他,命众将退下,让颜真卿住进驿馆。李希烈逼他写信给朝廷,来洗刷自己的罪行,颜真卿不听,李希烈就借他的名义派他的侄子颜岘与几个随从到朝廷继续请求,李适没有答复。颜真卿每次给儿子写信,只告诫他们严谨地敬奉祖宗,抚养孤儿,从未有其他的话。李希烈派李元平劝说他,颜真卿斥责李元平说:“你受国家委任为官,不能报答国家,想我没有兵杀你,还来诱说我吗?”李希烈请来他的同党,设盛会,唤来颜真卿,并指使戏子们借唱戏攻击和侮辱朝廷。颜真卿愤怒地说:“您是皇帝的臣子,怎么能这样做!”起身拂衣离去。李希烈非常惭愧。当时朱滔、王武俊、田悦、李纳等藩镇的使者都在座,对李希烈说:“很早就听说太师的名望高,品德好,您想当皇帝,太师来了,选人当宰相谁能超过太师?”颜真卿斥责说:“你们听说颜常山没有?那是我的兄长,安禄山反叛时,首先起义兵抵抗,后来即使被俘了,也不住口地骂叛贼。我将近八十岁了,官做到太师,我至死保持我的名节,怎么会屈服于你们的胁迫!”众人面尽失色。李希烈最终将颜真卿逮捕,用甲士看守着。在庭院中挖了一丈见方的坑,传言说要活埋他,颜真卿约见李希烈说:“死生有命,何必搞那些鬼把戏!”荆南节度使张伯仪兵败时,李希烈命令把张伯仪的旌节以及被俘士兵的左耳送给颜真卿看,他痛哭扑地,气绝后又苏醒,从此不再与人说话。恰逢李希烈同伙中的周曾、康秀林想偷袭杀掉李希烈,尊颜真卿为帅,事情泄露,周曾被杀死,李希烈就把颜真卿押送到蔡州的龙兴寺。颜真卿估计自己一定会死,于是写了给德宗的遗书、自己的墓志和祭文,指着寝室西墙下说:“这是放我尸体的地方啊!”李希烈称帝时,派使者问登帝位的仪式,颜真卿回答说:“老夫年近八十,曾掌管国家礼仪,只记得诸侯朝见皇帝的礼仪!”胡三省评此语“辞不迫切而义甚严正”。后来,唐军日益强大,淮西形势转变。李希烈派部将辛景臻、安华到颜真卿住所,在寺中堆起干柴说:“再不投降,就烧死你!”颜真卿起身跳入火中,辛景臻等人急忙拉住了他。李希烈的弟弟李希倩因与朱泚叛乱被杀,李希烈因而发怒,派宦官前往蔡州杀害颜真卿,说:“有诏书!”颜真卿拜了两拜。宦官说:“应该赐你死。”颜真卿说:“老臣没有完成使命,有罪该死,但使者是哪一天从长安来的?”宦官说:“从大梁来。”颜真卿骂道:“原来是叛贼,何敢称诏!”于是被缢杀,享年七十六岁(一作七十七岁),时为兴元元年八月初三(784年8月23日)。嗣曹王李皋听到颜真卿死节的消息后,为他流下眼泪,三军都为之痛哭。半年后,叛乱平定,淮西节度使陈仙奇派军将护送颜真卿的灵柩回京,颜真卿之子颜頵、颜硕至汝州襄城县迎丧。同年,葬于京兆万年颜氏祖茔。德宗为他废朝五日,追赠司徒,谥号“文忠”,另赠钱五十万、粟二百硕。贞元六年(790年)十一月,朝廷录用颜真卿的一个儿子为正员官。次年二月,朝廷授颜頵为河中户曹参军,“旌忠烈之后”。绍兴三年(1133年),宋高宗赵构御赐颜真卿庙额为“忠烈”,尊其为神。颜真卿传世作品以碑刻最多,楷书有《多宝塔感应碑》、《麻姑仙坛记》、《东方朔画像碑》、《颜勤礼碑》、《颜氏家庙碑》等,行书有《争座位稿》,书迹有《自书告身》、《祭侄季明文稿》。其中《颜勤礼碑》比较端庄遒劲,但笔画细瘦和其他碑刻不大一样。《颜氏家庙碑》,书法筋力丰厚,是他晚年的得意作品之一,与其早年时期的作品相比更加浑厚大气,乃晚年之代表作。颜真卿著有《韵海镜源》、《礼乐集》、《吴兴集》、《庐陵集》、《临川集》,均佚。后人辑其诗文为《颜鲁公文集》15卷。《全唐诗》、《全唐诗补编》及《全唐文》亦收录有其作品。