忽必烈一生轰轰烈烈，但晚年由于受到军事(讨伐日本、越南损失惨重)、家庭(长子及爱妻去世)等方面的一系列打击，而变得颓废，无度酗酒、暴饮暴食、郁郁寡欢导致疾病缠身，于1294年2月18日病逝，结束了辉煌的一生。
忽必烈死后遵循其遗嘱被秘密下葬，他的陵墓千年来无数摸金校尉、考古专家直到今日也没有找到，传说中忽必烈陵墓里面有无尽的宝藏，被称为蒙古秘藏。
普通蒙古墓葬
蒙古人的身后事可以说是一切从简，人死了就埋在一个合适的空地里。一般随葬的会有死者生前的一顶帐篷，一张放了肉和马奶的桌子，有些贵族会连同活马和奴隶一起埋葬。安葬结束后，会把墓坑填平，然后在上面覆盖原来的草，地面上也没有明显的标志建筑，没有墓碑等，甚至不留下线索和痕迹，让人完全看不出这是一个墓，所以蒙古族的墓很难被发现。
忽必烈死后，他的陵墓除了蒙古传统墓葬的方式还吸收了许多汉族的习俗，升级成元朝的皇家秘葬。
忽必烈下葬时不可以有汉族官员参加，士兵用千年古木掏空后正好能放下忽必烈的遗体，然后把古木上漆，用黄金做的圈箍棺木的两头和中间。
然后挖一道深沟，置棺木于其中，埋好后用万马踏平。
然后留下千余人马，用帐篷将周围地区全部围起来，待到次年墓葬地面上的青草长出，与周围的青草无异，才将帐篷和人马全部撤走，远远望去什么也看不出来。
为了让前来祭祀的人能找到墓葬的确切地点，忽必烈用了一个十分残忍的方法，就是在墓葬地表当着母骆驼的面杀死一头小骆驼，母骆驼会十分悲痛地号叫，并且记住这个地点。第二年来祭祀的时候，把这头母骆驼牵来，它来到墓葬地就会悲痛地流泪。不得不佩服古蒙古人的这种残忍的智慧。
正是因为元朝对忽必烈安葬的特殊方式，忽必烈的墓地所在一直都是迷。不同的史书，对忽必烈的墓地所在都有不同的记载，然而只知道是那里是元朝的大禁地，经验丰富的摸金校尉也无法准确地分金定穴。现在的考古工作者推测忽必烈的墓地大概是在蒙古共和国温督尔汗扎森山一带，也有人提出过史书记载或许是为了故意迷惑世人，忽必烈实际是被葬在水底的假设。
相信忽必烈陵墓如果再次现世，将会如同他在世一样轰动世人。