Trong khi đó, Cao Hoan nắm quyền kiểm soát khu vực Lạc Dương, và ngay sau đó cũng đánh bại Hạ Bạt Thắng, chiếm được lãnh địa và buộc Hạ Bạt Thắng phải chạy trốn đến Lương. Cao Hoan sau đó nhiều lần viết thư thỉnh cầu Hiếu Vũ Đế trở về Lạc Dương và hứa sẽ vẫn để ông giữ ngai vàng. Tuy nhiên, Hiếu Vũ Đế không đáp lại bất kỳ lời đề nghị nào của Cao Hoan. Do đó, Cao Hoan lập Nguyên Thiện Kiến, con trai của Thanh Hà vương Nguyên Đản (元亶, em họ của Hiếu Vũ Đế) lên ngôi và dời đô từ Lạc Dương đến Nghiệp Thành, do đó chính thức phân Bắc Ngụy ra làm hai nửa (Đông Ngụy dưới quyền cai trị của Hiếu Tĩnh Đế và Tây Ngụy dưới quyền Hiếu Vũ Đế), mặc dù cả hai đều tuyên bố mình là triều đại hợp pháp.

Lúc này, mối quan hệ của Hiếu Vũ Đế với Vũ Văn Thái xấu đi. Khi còn ở Lạc Dương, Hiếu Vũ Đế có các mối quan hệ tình ái với ba trong số các em họ là Bình Nguyên công chúa Nguyên Minh Nguyệt (元明月), An Đức công chúa, và công chúa Nguyên Tật Lê (元蒺藜). Nguyên Minh Nguyệt đi theo Hiếu Vũ Đế đến Trường An, song Vũ Văn Thái không chấp thuận mối quan hệ này và thuyết phục các thân vương bắt giữ và giết chết bà. Hiếu Vũ Đế hết sức tức giận, và ông thường xuyên sử dụng cung hoặc đập bàn bên trong cung điện để bày tỏ sự bất mãn của mình. Khoảng tết năm 535, ông uống rượu có pha thuốc độc rồi qua đời và có vẻ chuyện này do các sát thủ của Vũ Văn Thái tiến hành. Vũ Văn Thái lập một họ hàng của ông là Nam Dương vương Nguyên Bảo Cự (anh trai cùng cha mẹ với Nguyên Minh Nguyệt) làm hoàng đế, tức Văn Đế.