Năm 1428, Lê Lợi lên ngôi, phong Nguyễn Trãi tước Quan Phục hầu và cho theo họ Lê của vua. Đầu năm 1429, Lê Lợi nghi ngờ Trần Nguyên Hãn, một tướng giỏi định mưu phản, nên sai người đi bắt hỏi tội. Trần Nguyên Hãn nhảy xuống sông tự vẫn. Vì Nguyên Hãn là anh em họ của Nguyễn Trãi nên ông cũng bị bắt giam vì nghi ngờ có liên quan tới tội mưu phản. Sau đó vì không có chứng cứ buộc tội, vua Lê lại thả ông ra. Tuy nhiên cũng từ đó ông không còn được trọng dụng như trước nữa.
Năm 1980, Nguyễn Trãi được UNESCO công nhận là danh nhân văn hóa của nhân loại.
Thực chất, cuộc thanh trừng công thần của Lê Thái Tổ có động cơ từ việc muốn thiên hạ hết mong nhớ nhà Trần; đồng thời cũng là cuộc tranh chấp quyền lực thời bình giữa các tướng có xuất thân họ hàng hoặc cùng quê với vua Lê - do Lê Sát đứng đầu - và các tướng xuất thân vùng khác, tiêu biểu là Trần Nguyên Hãn và Phạm Văn Xảo. Hơn nữa đó lại còn là cuộc tranh chấp ngôi thái tử giữa con cả của vua là Lê Tư Tề (người từng tham gia khởi nghĩa Lam Sơn và được Nguyên Hãn ủng hộ) với con thứ Lê Nguyên Long (được Lê Sát ủng hộ).
Bị oan khuất, nhưng sau khi ra khỏi ngục ông lại bị các quyền thần đứng đầu là Lê Sát chèn ép. Vì thế, Nguyễn Trãi đã cáo quan về ở ẩn tại Côn Sơn, Chí Linh, thuộc tỉnh Hải Dương ngày nay. Tuy nhiên, trái với dự tính của Lê Sát, vua Lê Thái Tông tuy còn ít tuổi nhưng không dễ trở thành một ông vua bù nhìn để Lê Sát khống chế mãi. Vào năm 1437, nhà vua anh minh đã nhanh chóng cho chấn chỉnh kỷ cương trong triều đình, đồng thời cho cách chức và giết các quyền thần như Lê Sát, Lê Ngân. Các lương thần được trọng dụng trở lại, trong đó có Nguyễn Trãi. Lúc đó ông đã gần 60 tuổi và trở lại đảm nhiệm chức vụ cũ, kiêm thêm chức Hàn lâm viện Thừa chỉ và trông coi việc quân dân hai đạo Đông, Bắc (cả nước chia làm 5 đạo). Trong suốt thời gian phò vua Thái Tông, Nguyễn Trãi tiếp tục phát huy được tài năng của ông. Tuy nhiên khi triều chính khá yên ổn thì trong nội cung lại xảy ra tranh chấp.
Vua Thái Tông ham sắc, có nhiều vợ, chỉ trong 2 năm sinh liền 4 hoàng tử. Các bà vợ tranh chấp ngôi thái tử cho con mình nên trong triều xảy ra xung đột. Vua truất hoàng hậu Dương Thị Bí và ngôi thái tử của con bà là Lê Nghi Dân khi ấy mới lên 2 tuổi, rồi lập cung phi Nguyễn Thị Anh làm hoàng hậu và cho con của bà này là Lê Bang Cơ chưa đầy 1 tuổi làm thái tử. Cùng lúc đó một bà vợ khác của vua là Ngô Thị Ngọc Dao lại sắp sinh, hoàng hậu Nguyễn Thị Anh sợ đến lượt mẹ con mình bị phế nên đã tìm cách hại bà Ngọc Dao. Nguyễn Trãi cùng với người vợ thứ là Nguyễn Thị Lộ đã tìm cách cứu bà Ngọc Dao đem nuôi giấu ở nơi khác, sau bà sinh được hoàng tử Tư Thành (tức vua Lê Thánh Tông sau này).
Tháng 7 năm 1442, vua Lê Thái Tông trong chuyến tuần du vùng Đông Bắc đã ghé qua tư dinh của Nguyễn Trãi tại Côn Sơn (Chí Linh, Hải Dương ngày nay). Khi trở về kinh, vợ Nguyễn Trãi là bà Nguyễn Thị Lộ theo hầu vua. Nhưng trên đường chưa về đến kinh thành Thăng Long thì nhà vua đột ngột qua đời tại vườn hoa Lệ Chi Viên, nay thuộc Gia Bình, Bắc Ninh. Nguyễn Trãi bị triều đình do hoàng hậu Nguyễn Thị Anh cầm đầu khép tội giết vua và bị tru di tam tộc vào ngày 16 tháng 8 năm 1442. “Tru di tam tộc” là giết người trong họ của người bị tội, họ bên vợ và họ bên mẹ của người đó. Theo gia phả họ Nguyễn còn lưu giữ tới ngày nay thì ngoài những người trong họ Nguyễn, tức là cùng họ nội với Nguyễn Trãi, còn có những người họ Trần cùng họ với bà Trần Thị Thái mẹ ông, người trong họ của bà Nhữ thị là vợ thứ của Nguyễn Phi Khanh (là mẹ thứ của Nguyễn Trãi) và hết thảy những người trong họ của các bà vợ Nguyễn Trãi (kể cả vợ lẽ), tất cả đều bị xử tử.
Lời bàn:
Như vậy, cùng một ngày có hàng trăm người bị chém đầu thì quả là luật lệ dưới thời phong kiến quá dã man và hà khắc. Tuy nhiên, công lý và lẽ phải bao giờ cũng sẽ được phơi bày trước ánh sáng. 22 năm sau, Nguyễn Trãi đã được vua Lê Thánh Tông minh oan. Cố Thủ tướng Phạm Văn Đồng đã viết về Nguyễn Trãi như sau: Nguyễn Trãi, người anh hùng của dân tộc, văn võ song toàn; văn là chính trị: chính trị cứu nước, cứu dân, nội trị ngoại giao "mở nền thái bình muôn thủa, rửa nỗi thẹn nghìn thu"; võ là quân sự: chiến lược và chiến thuật, "yếu đánh mạnh, ít địch nhiều... thắng hung tàn bằng đại nghĩa"; văn và võ đều là võ khí, mạnh như vũ bão, sắc như gươm đao: "Viết thư thảo hịch tài giỏi hơn hết một thời" (Lê Quý Đôn), "Văn chương mưu lược gắn liền với sự nghiệp kinh bang tế thế" (Phan Huy Chú). Thật là một con người vĩ đại về nhiều mặt trong lịch sử nước ta.
Năm 1980, Nguyễn Trãi được UNESCO công nhận là danh nhân văn hóa của nhân loại nhân dịp kỷ niệm 600 năm ngày sinh của ông. Và như vậy, không chỉ có đất nước ta, dân tộc ta, nhân dân ta hay hậu thế chúng ta mà cả nhân loại muôn đời sau đều ghi nhớ công lao của Nguyễn Trãi.