建文三年（1401年）五月，吴杰、平安、盛庸派遣军队扰乱燕军粮饷运输线。朱棣又派遣指挥武胜上书朱允炆，申诉以前的请求。朱允炆想要应允，方孝孺说：“此时若停止军队作战，以后就难以再次凋动集中了，愿皇上不要被燕王所迷惑。”朱允炆便杀了武胜来，拒绝朱棣的请求 [19]  。不久，燕兵抢掠了沛县，烧毁粮船。这时候，讨伐河北的军队疲乏无功，而德州运送粮饷的道路又被断绝，方孝孺以此深感忧虑。

由于朱棣的世子朱高炽性情仁厚，他的弟弟朱高煦则狡狯谲诈，又得到朱棣的宠爱，曾想夺取世子的地位，方孝孺谋划用计策离间他们，造成他们内部变乱 [20]  。于是将这一建议禀报朱允炆，派遣锦衣卫千户张安携带着有皇帝玺印的书信，前往北平赐予燕世子。世子收到书信没有启封，连同张安一起送往燕王军前，方孝孺的离间计谋无法实行 [21]  。

建文四年（1402年）五月，燕军到达江北，朱允炆下诏征集各地军队。方孝孺说：“事情太紧迫了。派人前去以割地向燕王作许诺，拖延几天，东南一带征募的军队会渐渐汇集，北方军队不善于驾舟操揖，决战于江上，胜负还是难见分晓的 [22]  。”朱允炆派遣燕王的堂姐庆成郡主前往燕王军中，陈述割地议和的条件，燕王不听。朱允炆命众将调集水军于江上，而陈瑄率战舰投降了朱棣，燕军便渡过了长江，时间是六月乙卯日 [23]  。朱允炆忧虑畏惧，有人劝他前往别的地方，图谋复兴。方孝孺坚决请求守卫南京城池以待援军，即使事不成功，也应为社稷而死。乙丑日，金川门大开，燕军入城，朱允炆自焚。这一天，方孝孺也被抓进了监狱 [24]  。