至元八年，衡为国子祭酒，奏召弟子十二人。燧自河内驿致馆下，时年三十八。由秦王府文学，授奉议大夫，兼提举陕西四川中兴等路学校。十二年，以秦王命，安辑四川。明年，汉嘉新附，入谕其民。又奉命招王立于合州。又明年，抚循夔府。凡三使蜀，皆称职。十七年，除陕西汉中道提刑按察司副使，录囚延安。逮系诖误。皆纵释之。人服其明决。调山南湖北道。二十三年，自湖北入朝。明年，为翰林直学士。二十七年，授大司农丞。
元贞元年，以翰林学士召修《世祖实录》。初置检阅官，究核故事，燧与侍读高道凝为总裁，书成。大德五年，授中宪大夫、江东道廉访使。九年，拜中奉大夫、江西行省参知政事。未几，谢病归。
仁宗居藩邸，开宫师府。燧年已七十，遣正子吕洙，如汉汉四皓故事，起燧为太子宾客。寻拜太子少傅。武宗面谕燧，燧拜谢曰：“昔臣先伯父枢除是官，尚不敢拜，何况于臣？”明年，授荣禄大夫、翰林学士承旨、知制诰兼修国史。四年，告归，中书以承旨召；明年，复召。燧以病，俱不赴。卒于家，年七十六。谥曰文。
燧与绛州姬文龙友善。遗命丧礼勿徇流俗，使文龙主其丧，悉遒古礼焉。燧之学得于许衡，为世名儒。其文豪而不宕，刚而不大，舂容盛大，有西汉之风。三十年间将相名臣，懿行硕德，皆燧所书。时高丽沈阳王父子连姻帝室，倾资求燧读文。燧靳不与。至奉诏乃与之。王赠谢弊帛、金玉、名画五十筐，燧即时分于属官及胥吏，金银付翰林院为公用。燧一无所取。人问之。燧曰：“彼小国之君，惟重货利。吾能轻之，使知大朝不以是为意，”其器识豪迈如此，着有《牧庵文集》五十卷。子三：埙、圻、城。
史臣曰：“刘秉忠、张文谦、窦默、姚枢，皆世祖潜邸宾僚，赞帷幄之谋，以成大业。默请罢王文统，相许衡，世祖不用其言，而事后思之，又蔽于阿合马之奸，不相衡，而文谦亦为阿合马所挤。呜呼！君子难进易退，自古则然矣。”