太宗后四年（1244）春，耶律楚材病情加重。他自知不起，开始整理毕生治国心得。在摇曳的烛光下，他伏案书写临终上表。

臣耶律楚材冒死上言：臣本辽室遗胤，遭逢圣世，荷蒙知遇，三十余年......

写到动情处，他咳嗽不止，墨迹被鲜血染红。儿子耶律铉含泪劝道：父亲保重身体，这些政务就放下吧。

耶律楚材摇头：此言不进，死不瞑目。

他提出着名的治国十策：

其一，信赏罚。功必赏，罪必罚，则令行禁止。

其二，正名分。官有常职，爵不虚授，则朝廷肃穆。

其三，给俸禄。养廉以禄，则官吏不贪。

其四，官功臣。功臣子孙，宜加优待......

每写一策，他都详细阐述实施方略。写到均科差时，他特别强调：今扑买之制，最为害民。宜速罢之，恢复常制。

当写到务农桑时，他忆起当年在开州劝课农桑的景象，不禁长叹：农为邦本，本固邦宁。今中原疲敝，宜轻徭薄赋。

完成十策时，已是黎明。耶律楚材将奏疏交给耶律铉：待我去后，呈交朝廷。又取出珍藏的《西征庚午元历》手稿：此历法可传后世。

五月十四日清晨，耶律楚材沐浴更衣，端坐榻上。他让家人取来成吉思汗所赐宝剑、窝阔台所赐官服，整齐摆放面前。

我本契丹遗族，幸遇明主，得展抱负。虽未能尽如人意，然保全生灵、延续文脉之事，亦足以告慰平生。

他最后望了一眼窗外的蓝天，低声吟诵自己的旧作：

破碎山河入战图，生民何计乐樵苏......

声音渐微，这位一代名臣溘然长逝，享年五十五岁。

消息传出，举国震动。蒙古诸王、百官士庶痛哭失声。特别令人感动的是，许多普通百姓自发戴孝，如丧亲戚。

在燕京，商人罢市，工匠停工，学子绝音乐，以此悼念这位保护过他们的贤相。编修所的学者们聚在一起，回忆耶律楚材抢救典籍的往事，无不潸然泪下。