叶李力奏虎臣不宜，元世祖不听，孟頫进言：赵全在平江，为政贪暴，固然当治，但虎臣在他之前任该路总管时，多强买人田，放纵宾客为非作歹，赵全多次与他扞格，双方结怨至深。王虎臣之罪，侥幸犯于大赦之前，若派他去问治，必假公法而报私仇，所问之罪，纵然属实，别人也会持不同看法。元世祖醒悟，乃改遣他人。桑哥为丞相，钟初鸣即坐尚书省听事，六部官员后至者即遭笞罚。孟頫偶而后至，按例将遭处治，孟頫乃突入都堂上诉，右丞叶李以刑不上大夫之论怒责桑哥，从此，仅笞六部以下官。此后，孟頫有一次骑马行于东御墙之外，因道路陡狭，不慎落马跌入河中，桑哥得知，特奏请元世祖，得准将御墙西移二丈有余。

　　至元二十七年五月，拜集贤直学士、奉议大夫。该年七八月间地震，北京尤甚，地陷，涌黑砂水，死伤数万人。当时元世祖北巡，驻于龙虎台，特遣平章阿剌浑撒里还京师，召集贤、翰林两院官，问以致灾之由，并告戒勿令桑哥得知。此前，由桑哥建言，派忻都、王济等理算天下钱粮，已征数百万，未征达数千万，州县为之特置牢狱，逮捕拷掠，械系者相望于道，大家巨室破产者无数，甚至逼妻女为娼。而使者四出，征取更为急迫，大批富人纷纷逃入山林，官府又发兵搜捕，两河之间，起事者数万人。此次大臣会议，本可乘机指责当权丞相施政失当，但桑哥气焰熏天，一般人仅仅援引《经》、《传》及五行灾异之言，泛泛而论所谓“修人事”、“应天变”的道理，而不敢言及时政。孟頫与阿剌浑撒里私交甚密，乃乘势与之相商：今理算钱粮，民不聊生，地震之变，实由此而生。宜援引唐太宗故事，大赦天下，理算钱粮，应尽数蠲免。阿剌浑撒里如言上奏，获元世祖认可。诏书拟定后，桑哥于都堂召会两院官员，孟頫前读诏书，阿剌浑撒里充当翻译，读至除免逋欠条文时，桑哥摇手说，这决不是皇上的意见，孟頫说，拖欠者死亡已尽，无从征取，故未征钱粮，均属虚数，不在此时顺从诏书除免，今后如有人说尚书有失陷钱粮数千万之责，丞相何以自解？桑哥顿悟，蠲免诏书得以下达。元世祖曾令孟頫比较留梦炎尚书与叶李右丞优劣，孟頫崇留而淡叶。元世祖曰：梦炎在宋，状元及第，位至丞相。贾似道误国不道，梦炎只是屈己附和，无一言以悟主听。叶李布衣之士，但能伏阙上书，故叶李贤于梦炎。但叶李论事厉于声色，盛气凌人，刚直太过，因而易招人怨。你不敢斥梦炎之非，是因他是乃父挚友之故。于是让他赋诗以讥刺梦炎。孟頫诗曰：“状元曾受宋家恩，国困臣强不尽言；往事已非那可说，且将忠直报皇元。”后两言深得元世祖赞许。孟頫即以此事说动侍臣彻理：桑哥误国之罪，甚于似道，我辈不能言，他日何以辞其咎？我乃疏远之臣，言必不听，侍臣中读书知义理，慷慨有大节，又为上所亲信者，没有能超过你的，你当行仁人之事，为万民除去残贼。彻理乃于世祖前极数桑哥之恶，元世祖闻言震怒，令卫士掌彻理双颊，口鼻流血倒地，片刻再问，对答如初，不久又有大臣进言，元世祖醒悟，处死了桑哥。

　　桑哥死，尚书省废，大臣多因罪被逐，中书参政贺伯颜奏请早择辅相，元世祖乃属意孟頫，慰勉再三，终力辞不受。元世祖再问翰林学士阎复、集贤学士宋渤能否称职，孟頫答，二人皆非相才。当日，京师盛传孟頫已入中书为相，日暮归第，已是贺客盈门，孟頫逊谢再三，才稍稍散去。

　　元世祖在位，曾多次有意重用孟頫，并进而传旨，特许他自由出入宫门，寄以腹心。孟頫则自感身处要地，势必遭人猜忌，因此，问及军国大政时，他一如既往，倾心直言，但此后却更少出入宫中，并力请调离京师。

　　至元二十九年正月，授朝列大夫、同知济南路总管府事，兼管本路诸军奥鲁。总管缺官，他独署府事，处事有方，宦绩卓著。为政常以兴学为务。城东有膏腴田八顷，两家相争，数十年不决，孟頫判为赡学田。夜出巡察，闻读书声，往往削其柱而记之，次日，派人赠酒慰勉，能文之人，亦必加褒美。三十年后该地俊杰之士，号为天下之冠。佥廉访司事韦哈剌哈孙以苛虐著称，孟頫未能顺随，乃寻事中伤，恰逢元成宗召他赴京预修《世祖皇帝实录》，才免于其难。不久辞归乡里，时值大德元年（1297），朝廷又授太原路汾州知州等职，尚未到任，又召还京师令书《藏经》，书成后，执政拟留他入值翰林，孟頫力辞请归。大德三年八月，改集贤直学士、行江浙等处儒学提举，任满后于至大二年（1309）七月转任扬州路泰州尹等职。时元仁宗在东宫，正收用文武才士，因而未到任又被召回，次年十月授为翰林侍读学士、知制诰、同修国史，因与其他学士在撰写祀南郊祝文时意见不合，告假而去。元仁宗即位，升集贤侍讲学士、中奉大夫，按从二品资历，推恩封赠两代。

　　皇庆二年（1313）后又多次升迁，至延祐三年（1316）七月，授翰林学士承旨、荣禄大夫、知制诰、兼修国史，按一品资历，推恩封赠三代。元仁宗恩宠有加，常常字而不名，有所撰述，往往密旨相召。与侍臣论文学之士，将孟頫比为唐之李白、宋之苏轼，并将他“超乎常人”之处归纳为七个方面：帝王苗裔、状貌昳丽、博学多闻知、操履纯正、文词高古、书画绝伦、旁通佛老之旨而造诣玄微。中伤、离间者往往遭元仁宗斥责。六年五月，力辞归乡。至治元年（1321）春，元英宗遣使就其家书写《孝经》。至治二年六月去世，与夫人管道昇合葬德清县千秋乡东衡山之原。追封魏国公，谥文敏。孟頫博学多艺，文学艺术开创一代风气。经学主治《尚书》，尤精于礼、乐之学。对律吕之学也有精深研究，颇得古人不传之妙，著有《琴原》、《乐原》各一篇。篆法尊《石鼓》、《诅楚》，隶书法梁鹄、钟繇，行草崇二王，晚年又受李北海影响，各种书体，冠绝古今，天竺、日本均以收藏其翰墨为贵。手书佛、道书法，有许多散于名山。诗赋文河，清邃高古，读来往往使人有飘然出世之感。至元年间诗人之中，他与戴表元等人一起，力扫南宋卑弱习气。他善于融篆籀之法于绘画之中，竹石、人马、山水、花鸟，无所不精，无疑是一代画坛领袖。对世俗贬低界画的看法，也有独到见解，认为其他画科，有时尚可杜撰瞒人，而界画却更须具备功力法度。有记载说，入元之后，孟頫家事甚贫，平时也常以字画收取润笔费用，聊以自补。他还精于古器物、书法、名画的鉴定，有关年代、作者、真伪，望而知之，百不失一。有《松雪斋文集》十卷、外集一卷传世。另著有《谈录》一卷。子三人，雍、奕并以书画知名。