二十三年，改工部尚书。九月，迁刑部。河东按察使阿合马，以赀财谄媚权贵，货钱于官，约偿羊马，至则抑取部民所产以输。事觉，遣使按治，皆不伏，及不忽木往，始得其不法百余事。会大同民饥，不忽木以便宜发仓廪赈之。阿合马所善幸臣奏不忽木擅发军储，又锻炼阿合马使自诬服。帝曰：“使行发粟以活吾民，乃其职也，何罪之有。”命移其狱至京师审视，阿合马竟伏诛。吐土哈求钦察之为人奴者增益其军，而多取编民。中书佥省王遇验其籍改正之。吐土哈遂奏遇有不臣语。帝怒，欲斩之，不忽木谏曰：“遇始令以钦察之人奴为兵，未闻以编民也。万一他卫皆仿此，户口耗矣。若诛遇，后人岂肯为陛下尽职乎？”帝意解，遇得不死。
二十四年，桑哥奏立尚书省，诬杀参政杨居宽、郭佑。不忽木争之不得，桑哥深忌之，尝指不忽木谓其妻曰：“他日籍我家者此人也。”因其退食，责以不坐曹理务，欲加之罪，遂以疾免。车驾还自上都，其弟野礼审班侍坐辇中，帝曰：“汝兄必以某日来迎。”不忽木果以是日至。帝见其癯甚，问其禄几何，左右对以满病假者例不给，帝念其贫，命尽给之。
二十七年，拜翰林学士承旨、知制诰兼修国史。二十八年春，帝猎柳林，彻里等劾奏桑哥罪状，帝召问不忽木，具以实对。帝大惊，乃决意诛之。罢尚书省，复以六部归于中书，欲用不忽木为丞相，固辞，帝曰：“朕过听桑哥，致天下不安，今虽悔之，已无及矣。朕识卿幼时，使卿从学，政欲备今日之用，勿多让也。”不忽木曰：“朝廷勋旧，齿爵居臣右者尚多，今不次用臣，无以服众。”帝曰：“然则孰可？”对曰：“太子詹事完泽可。向者籍没阿合马家，其赂遗近臣，皆有簿籍，唯无完泽名；又尝言桑哥为相，必败国事，今果如其言，是以知其可也。”帝曰：“然非卿无以任吾事。”乃拜完泽右丞相，不忽木平章政事。
上都留守木八剌沙言改按察司置廉访司不便，宜罢去，乃求宪臣赃罪以动上听。帝以责中丞崔彧，彧谢病不知。不忽木面斥彧不直言，因历陈不可罢之说，帝意乃释。王师征交趾失利，复谋大举，不忽木曰：“岛夷诡诈，天威临之，宁不震惧，兽穷则噬，势使之然。今其子日燇袭位，若遣一介之使，谕以祸福，彼能悔过自新，则不烦兵而下矣。如或不悛，加兵未晚。”帝从之。于是交趾感惧，遣其伪昭明王等诣阙谢罪，尽献前六岁所当贡物。帝喜曰：“卿一言之力也。”即以其半赐之，不忽木辞曰：“此陛下神武不杀所致，臣何功焉。”惟受沉水假山、象牙镇纸、水晶笔格而已。麦术丁请复立尚书省，专领右三部，不忽木庭责之曰：“阿合马、桑哥相继误国，身诛家没，前鉴未远，奈何又欲效之乎！”事遂寝。或劝征流求，及赋江南包银，皆谏止之。桑哥党人纳速剌丁等既诛，帝以忻都长于理财，欲释不杀。不忽木力争之，不从。日中凡七奏，卒正其罪。释氏请以金银币帛祠其神，帝难之。不忽木曰：“彼佛以去贪为宝。”遂弗与。或言京师蒙古人宜与汉人间处，以制不虞。不忽木曰：“新民乍迁，犹未宁居，若复纷更，必致失业。此盖奸人欲擅货易之利，交结近幸，借为纳忠之说耳。”乃图写国中贵人第宅已与民居犬牙相制之状上之而止。有谮完泽徇私者，帝以问不忽木。对曰：“完泽与臣俱待罪中书，设或如所言，岂得专行。臣等虽愚陋，然备位宰辅，人或发其阴短，宜使面质，明示责降，若内怀猜疑，非人主至公之道也。”言者果屈，帝怒，命左右批其颊而出之。是日苦寒，解所御黑貂裘以赐。帝每顾侍臣，称塞咥旃之能，不忽木从容问其故，帝曰：“彼事宪宗，常阴资朕财用，卿父所知。卿时未生，诚不知也。”不忽木曰：“是所谓为人臣怀二心者。今有以内府财物私结亲王，陛下以为若何？”帝急挥以手曰：“卿止，朕失言。”
三十年，有星孛于帝座。帝忧之，夜召入禁中，问所以销天变之道，奏曰：“风雨自天而至，人则栋宇以待之；江河为地之限，人则舟楫以通之。天地有所不能者，人则为之，此人所以与天地参也。且父母怒，人子不敢疾怨，惟起敬起孝。故《易·震》之象曰‘君子以恐惧修省’，《诗》曰‘敬天之怒’，又曰‘遇灾而惧’。三代圣王，克谨天戒，鲜不有终。汉文之世，同日山崩者二十有九，日食地震频岁有之，善用此道，天亦悔祸，海内乂安。此前代之龟鉴也，臣愿陛下法之。”因诵文帝《日食求言诏》。帝悚然曰：“此言深合朕意，可复诵之。”遂详论款陈，夜至四鼓，明日进膳，帝以盘珍赐之。
三十年，帝不豫，故事，非国人勋旧不得入卧内。不忽木以谨厚，日视医药，未尝去左右。帝大渐，与御史大夫月鲁那颜、太傅伯颜并受遗诏，留禁中。丞相完泽至，不得入，伺月鲁那颜、伯颜出，问曰：“我年位俱在不忽木上，国有大议而不预，何耶？”伯颜叹息曰：“使丞相有不忽木识虑，何至使吾属如是之劳哉！”完泽不能对，入言于太后。太后召三人问之，月鲁那颜曰：“臣受顾命，太后但观臣等为之。臣若误国，即日伏诛，宗社大事，非宫中所当预知也。”太后然其言，遂定大策。其后发引、升祔、请谥南郊，皆不忽木领之。
成宗即位，执政皆迎于上都之北。丞相常独入，不忽木至数日乃得见，帝问知之，慰劳之曰：“卿先朝腹心，顾朕寡昧，惟朝夕启沃，以匡朕不逮，庶无负先帝付托之重也。”成宗躬揽庶政，听断明果，廷议大事多采不忽木之言。太后亦以不忽木先朝旧臣，礼貌甚至。
河东守臣献嘉禾，大臣欲奏以为瑞。不忽木语之曰：“汝部内所产尽然耶，惟此数茎耶？”曰：“惟此数茎尔。”不忽木曰：“若如此，既无益于民，又何足为瑞。”遂罢遣之。西僧为佛事，请释罪人祈福，谓之秃鲁麻。豪民犯法者，皆贿赂之以求免。有杀主、杀夫者，西僧请被以帝后御服，乘黄犊出宫门释之，云可得福。不忽木曰：“人伦者，王政之本，风化之基，岂可容其乱法如是！”帝责丞相曰：“朕戒汝无使不忽木知，今闻其言，朕甚愧之。”使人谓不忽木曰：“卿且休矣！朕今从卿言，然自是以为故事。”有奴告主者，主被诛，诏即以其主所居官与之。不忽木言：“若此必大坏天下之风俗，使人情愈薄，无复上下之分矣。”帝悟，为追废前命。执政奏以为陕西行省平章政事，太后谓帝曰：“不忽木朝廷正人，先皇帝所付托，岂可出之于外耶！”帝复留之。竟以与同列多异议，称疾不出。元贞二年春，召至便殿曰：“朕知卿疾之故，以卿不能从人，人亦不能从卿也。欲以段贞代卿，如何？”不忽木曰：“贞实胜于臣。”乃拜昭文馆大学士、平章军国重事。辞曰：“是职也，国朝惟史天泽尝为之，臣何功敢当此。”制去“重”字。
大德二年，御史中丞崔彧卒，特命行中丞事。三年，兼领侍仪司事。有因父官受贿赂，御史必欲归罪其父，不忽木曰：“风纪之司，以宣政化、励风俗为先，若使子证父，何以兴孝！”枢密臣受人玉带，征赃不叙，御史言罚太轻，不忽木曰：“礼，大臣贪墨，惟曰簠簋不饰，若加笞辱，非刑不上大夫之意。”人称其平恕。四年，病复作，帝遣医治之，不效，乃附奏曰：“臣孱庸无取，叨承眷渥，大限有终，永辞昭代。”引觞满饮而卒，年四十六。帝闻之惊悼，士大夫皆哭失声。
家素贫，躬自爨汲，妻织纴以养母。后因使还，则母已死，号恸呕血，几不起。平居服儒素，不尚华饰。禄赐有余，即散施亲旧。明于知人，多所荐拔，丞相哈剌哈孙答剌罕亦其所荐也。其学先躬行而后文艺。居则简默，及帝前论事，吐辞洪暢，引义正大，以天下之重自任，知无不言。世祖尝语之曰：“太祖有言，人主理天下，如右手持物，必资左手承之，然后能固。卿实朕之左手也。”每侍燕间，必陈说古今治要，世祖每拊髀叹曰：“恨卿生晚，不得早闻此言，然亦吾子孙之福。”临崩，以白璧遗之，曰：“他日持此以见朕也。”武宗时，赠纯诚佐理功臣、太傅、开府仪同三司、上柱国、鲁国公，谥文贞。“)