病重身亡
燕军一路前行，慕容垂来到了昔日战场参合陂。万人坑上的泥土犹新，曾经还是生龙活虎的数万士卒已成堆积如山的尸骨，无数冤魂仿佛还在山间飘荡。燕军设下祭坛，死难将士的父兄一起放声痛哭，声音响彻山谷。白发苍苍的慕容垂面对此情此景，心中又惭又恨，那最后一点战斗的气神再也无法坚持下去，哇的一口鲜血吐了出来，旧疾发作，乘着马舆前进，在平城西北三十里休整。慕容宝等人的前军也只好全部撤退。拓跋珪得到后燕叛卒的消息，本想乘隙追赶，听说平城沦陷，便引兵退回阴山。
慕容垂在平城停留了十天，修了座燕昌城（欲昌则不昌），便匆匆返回，他在归途中病逝于上谷郡的沮阳（今河北怀来东南），终年七十一岁。
历史评价
崔浩：“垂藉父兄之资，修复旧业，国人归之，若夜虫之就火，少加倚仗，易以立功。”
房玄龄等《晋书》：“慕容垂天资英杰，威震本朝，以雄略见猜而庇身宽政，永固受之而以礼，道明事之而毕力。然而隼质难羁，狼心自野。淮南失律，三甥之谋已构；河朔分麾，五木之祥云启。斩飞龙而遐举，逾石门而长迈，遂使翟氏景从，邺师宵逸，收罗赵、魏，驱驾英雄。叩囊余奇，摧五万于河曲；浮船秘策，招七郡于黎阳。返辽阴之旧物，创中山之新社，类帝禋宗，僭拟斯备。夫以重耳归晋，赖五臣之功；句践绐吴，资五千之卒。恶有业殊二霸，众微一旅，掎拔而倾山岳，腾啸而御风云！虽卫人忘亡复传于东国，任好余裕伊愧于西邻，信苻氏之奸回，非晋室之鲸鲵矣。”
蔡东藩《两晋演义》：“慕容垂才略过人，卒能恢复燕祚，不可谓非一世雄，其独择子不明，失之于太子宝，反以段后所言为营私。”
趣闻轶事
慕容霸小时候很爱出游打猎。有一回，慕容霸在骑马射猎时不小心从马背上栽落倒地，竟然还磕掉了牙齿。慕容霸尽管庶出，自小却很受父亲嘉奖与宠爱，他异母嫡兄慕容儁便对他忌恨不已。慕容儁即位燕王后，为报复奚落慕容霸，抖落他早年磕牙的糗事，便让他改名<垂夬>，表面上的理由是让慕容霸效仿先贤郤<垂夬>，内心其实非常地讨厌慕容霸。不久又因“<垂夬>”字触犯了谶纬文书，就省去“<垂夬>”中的“夬”部，用“垂”字作为新的名。
家庭成员
父母
父亲：慕容皝，前燕文明帝。
嫡母：段氏，文明皇后。
生母：兰氏，生前为妃，后追封文昭皇后。
后妃
先段皇后，358年被可足浑皇后害死。追封成昭皇后。
可足浑氏：景昭帝可足浑皇后的妹妹，358年娶为妻，369年被抛弃。
慕容麟生母，姓氏不祥，370年被慕容垂杀死。
后段皇后段元妃（元妃为其表字），先段后堂妹（一说侄女），南燕慕容德皇后段季妃胞姐。388年立为皇后，396年被慕容宝赐死，追封成哀皇后。
段贵嫔，慕容熙的养母，后尊为皇太后。
兄弟姐妹
慕容儁，前燕景昭帝。
慕容恪，太原王。
慕容纳，北海穆王，南燕追谥为穆帝。
慕容德，范阳王。
慕容氏，慕容皝之女，生母不祥。
儿子
史籍记载
《晋书·卷一百二十三·载记第二十三》
《魏书·卷九十五·列传第八十三》
《北史·卷九十三·列传第八十一》
《十六国春秋·卷十一·后燕录》
