Bất chấp những thành công của triều đại dưới thời Nguyên Anh Tông, nó đã kết thúc một cách bi thảm ngày 4 tháng 9 năm 1323 trong cuộc đảo chính ở Nanpo do sự thiếu cảnh giác của hoàng đế. Dù thẳng tay loại trừ phe chống đối trong triều, Anh Tông đã quên không diệt trừ Đảo Thích Sa chỉ vì nghĩ rằng hắn là kẻ vô hại. Chứng kiến Anh Tông không hề hưởng lạc, Đảo Thích Sa vô cùng lo sợ địa vị của mình. Lúc đó Ngự sử Thiết Thất (Tegshi), con nuôi của Thiếp Mộc Điệp, vốn được Anh Tông trọng dụng lại ráo riết tìm cách phế truất Anh Tông. Hắn gièm pha với Anh Tông rằng Đại thần Bái Trú có ý muốn chiếm đoạt quyền hành. Nguyên Anh Tông cho rằng đó là mầm họa lớn nên liền sai người giết chết Bái Trú. Sau đó, Đảo Thích Sa liền gặp Thiết Thất để bàn việc mưu sát Anh Tông, lập con trưởng của tướng Cam Ma Thích là Tấn Vương Dã Tôn Thiết Mộc Nhi lên ngôi.

Một âm mưu được hình thành giữa phe cánh Thiếp Mộc Điệp - những kẻ luôn lo sợ bị Hoàng đế báo thù họ, được lãnh đạo bởi Thiết Thất. Bên cạnh các bậc quan lớn, có năm Hoàng tử tham gia là: Altan Bukha, em trai của cựu hoàng tử An-si; Ananda, người bị phe của Nhân Tông trước đây xử tử; Bolad, cháu trai của A Lý Bất Ca; Yerutömor, con trai của Ananda; Kulud Bukha; và Ulus Bukha, hậu duệ của Khả hãn Mông Kha[12].

Tháng 9 năm 1323, khi Nguyên Anh Tông ngủ lại ở Nanpo trên đường từ cung điện mùa hè Thượng Đô trở về Đại Đô. Thiết Thất cùng phe cánh Thiếp Mộc Điệp đột nhập vào phòng ngủ của Anh Tông và giết chết Hoàng đế ngay trên giường. Thiết Thất đón Dã Tôn Thiết Mộc Nhi về để đăng cơ, tức Nguyên Thái Định Đế. Tuy nhiên, chính Dã Tôn Thiết Mộc Nhi về sau đã thanh trừng phe cánh của Thiết Thất trước khi ông vào Đại Đô vì sợ bản thân mình trở thành con rối của họ.

Như vậy Nguyên Anh Tông ở ngôi ba năm, thọ 21 tuổi. Triều đại của Anh Tông khá ngắn, giai đoạn nắm thực quyền của ông chỉ tồn tại trong một năm sau cái chết của Thái hoàng thái hậu Đáp Kỷ, nhưng ông đã được tôn vinh trong các ghi chép của Trung Quốc kể từ khi ông và vua cha Nhân Tông nỗ lực mạnh mẽ dưới sự trợ giúp bởi các quan chức học giả Trung Quốc để giúp nhà Nguyên thay đổi đáng kể theo dòng Nho giáo truyền thống. Từ quan điểm đó, vụ ám sát Nguyên Anh Tông đôi khi được giải thích là cuộc đấu tranh giữa phe thân Khổng giáo và phe trung thành với văn hóa Mông Cổ, vì Nguyên Thái Định đế đã cai trị Mông Cổ trước khi kế vị ngai vàng và các chính sách của ông có vẻ tương đối bất lợi cho các quan lại người Hán.