阿塔海等宣诏，趣宋主、母后入觐，听诏毕，即日出宫，惟谢太后以疾独留，隆国夫人黄氏以下宫人从行者百余人，福王与苪，沂激王乃猷、驸马杨镇以下官属从行者数千人。宋主求见，伯颜曰；“未入朝，无相见礼。”
五月乙未，伯颜以宋主至上都，世祖御大安阁受朝，授宋主显开府仪同三司、检校大司徒，封瀛国公。宋平，得府三十七、州百二十八、关监二、县七百三十三。命伯颜告于天地宗庙，大赦天下。帝劳伯颜，伯颜再拜谢曰：“奉陛下成算，阿术效力，臣何功之有。”复拜同知枢密院事，赐银鼠青鼠只孙二十袭，以陵州藤州户六千为食邑，将校有功者一百二十三人赐银有差。奏言：“江南川渠，通利百货，皆以船运，比之车运，载倍而力省。今南北混一，宜疏浚河渠，令远方贡献京师者，皆由此而达，诚万世之利。”帝从之。其后海运之议，亦发自伯颜云。
十四年，诸三昔里古劫北平王以叛，命伯颜率大军讨之。与其众遇于斡鲁欢河，夹水而阵，相持终日，俟其懈，麾军为两队击之，昔里古败走。十八年三月，世祖命皇太子抚军北边，以伯颜从，谕之曰：“伯颜才兼将军，忠于所事，汝勿以常人遇之。”皇太子与伯颜论事，辄敬礼有加，是年，颁功臣食邑，益以藤州等处四千九百七十七户。
初，伯颜至上都，诏百官郊迎，平章政事阿合马先半舍谒于道左，伯颜解所服玉钩条遗之，且曰：“宋宝玉虽多，吾实无所取，勿以此为薄也。”阿合马疑其轻已，思中伤之，乃谓玉桃盏，宋之至宝，为伯颜所匿。帝命按之，无验，事始得释，后阿合马死，在献玉桃盏者，帝愕然曰：“几陷我忠臣也。”别里吉迷失诬伯颜以死罪，帝察其诬。斥之。未几，别里吉迷失以他罪诛，敕伯颜临视，伯颜与之酒，不顾而返，帝问其敌，对曰：“彼有罪当诛，以臣临之，人且疑陛下为臣报复矣。”
二十二年秋。宗王阿只吉为海都所败，诏伯颜代总其军。伯颜令军中采蔑怯叶儿及宿敦之根贮之，人四斛。草实称是。是冬，雨雪，人马赖以不饥，又令军士捕塔剌不欢之兽食之，积其皮至万余，人莫知其意，既而遣使辇至京师，帝曰；“是欲易吾缯帛耳。”乃赐帛为军士衣服。二十四年二月，有上变告乃颜逆谋，诏伯颜侦之，伯颜多载衣裘入其境，以赐馆人，既至，乃颜设宴，谋执之，伯颜觉，趋出，与从者分三道逸去。馆人既得衣裘，争以良马与之，遂得脱，弛还白状。四月，乃颜反，世祖亲征，奏请李庭、董士选将汉军以兵法布置。贼将金家奴、塔不歹进副乘舆，庭等大败之，卒擒乃颜。二十六年，进金紫光禄大夫、知枢密院事，出镇和林。和林置知院，自伯颜始。
二十九年，诸王明理帖木儿叛，与海都连兵入寇，诏伯颜讨之。遇贼于阿撒忽秃岭，矢下如雨，伯颜麾军以进，下令退后者斩，大败明理帖木儿，使速哥、梯迷秃儿等追之。伯颜引军夜还，至必失秃，卒与贼遇，伯颜坚壁不动。黎明，贼引去，追至别竭儿，速哥、梯迷秃儿等兵亦至，夹击之，斩首二千级，俘其余众以还。军中获谍者，伯颜厚赐之遣归，赍书谕明里帖木儿以祸福，明理帖木儿为感泣。
未几，海都复犯边，伯颜留拒之。廷臣有谮伯颜与海都通者，诏以知枢密院玉昔帖木儿代之，伯颜留大同以俟后命。玉昔帖木儿未至三驿，会海都复至，伯颜遣使告立者帖木儿曰：“公姑止此，待我翦此寇而来，未晚也。”伯颜与海都战，佯却，凡七日，诸将以为怯，愤曰；“果畏贼，何不授军于大夫。”伯颜曰：“海都犯边，邀之则遁，诱其深入，一点可擒也。诸君必欲速战，若失利。谁任其咎？”诸将屡请，伯颜还军击败之，海都果脱去。玉昔帖木儿至，成宗饯伯颜，且曰：“公将去，何以教我？”伯颜举酒，谓之曰：“可慎者，惟此与女色耳。军中当严纪律，然恩德不可偏废。冬夏营屯，循旧为便。”成宗悉从之。
三十一年正月癸酉，世祖崩，伯颜总百官以听。兵马司请日出入时鸣钟，以防变故，伯颜呵之曰：“汝将为乱耶！其如平日。”有盗内府银者，宰相欲诛之，伯颜曰：“何时无盗，今以谁之命诛盗耶？”人皆服其有识。
夏四月，成宗即位于上都大安阁，左右部诸王毕会，伯颜仗剑立殿阶，陈祖宗宝训，宣扬顾命，述所以立成宗之意，辞色严肃，诸王皆股栗，趋殿下拜贺。五月乙亥，拜开府仪同三司、太傅、录军国重事，依前知枢密院事。丞相完泽忌之，伯颜知其意，语之曰：“幸送我两罂美酒，与诸王饮，余非所知也。”江南行省累请罢行枢密院，帝问于伯颜，时伯颜已病，张目对曰：“内而省、院，各置为宜；外而军、民，分隶不便。”成宗韪之。三行院遂罢。十二月庚子，卒，年五十九。