铁铉被朱棣下令被施以磔刑、油炸而死。

在靖难之变时铉兵败被俘，不肯投降，背坐于朝廷之中，辱骂朱棣不止。朱棣命他转身面对自己，铁铉却始终不听话，朱棣一怒之下，命人割下他的耳鼻，他依然不肯回顾。朱棣下令灼烧他的肉后，割下来，并塞入其口中，并问：“好吃么？”铁铉厉声回答：“忠臣孝子之肉，怎么会不好吃呢！”朱棣更生气，于是对他施以磔刑，铁铉至死骂不绝口。铁铉死后，朱棣命人以热油烹炸其尸身，过程中朱棣曾使宦官们用铁棒把尸体架起来，并转向而朝着自己跪拜，但因热油突然溅起，烫伤了许多宦官，只好作罢；并把铁铉埋葬。

后人尊敬其忠义不屈，在各地建立铁公祠来纪念他。南明朝廷追赠他为太保、加谥号忠襄，清乾隆时重新谥为忠定。

在山东各地，有很多“铁公”祠庙，皆是祭奉铁铉，济南人民更视他为乡土神或城隍爷。河南荥阳、陕西西安、辽宁沈阳等地铁姓回族都是铁铉后裔。