文天祥编撰诗文的条件是极为恶劣，非常凄苦的。当时他被关押在一间阴暗潮湿的土牢里，文天祥曾在《五月十七日夜大雨歌》一诗中，描述了他在牢中过着的是非人的生活。诗中写道：“去年五月望，流水满一房。今年后三夕，大雨复没床……壁下有水穴，群鼠走踉蹡……尽室泥泞塗，化为糜烂场。炎蒸迫其上，臭腐薰其傍。恶气所浸荡，疫疬何可当，禁楚欲河之，寝食此一方……但愿天下人，家家足稻粱，我命浑小事，我死庸何伤。”文天祥就是住在这样阴暗潮湿，终日不见阳光的土牢里。年年大雨以后，小小的牢房是一片泥泞，夏天的炎热，把监狱里的臭腐恶气熏得人难以忍受，终日与老鼠为伍，可是还得在这里吃住。文天祥之所以能在如此恶劣的环境下，编撰出为当时及后世颂之为翰墨飞香的壮丽诗文，就由于他有着高尚的理想境界，在这首诗中，我们可以看到他想到的不是自身的安乐困苦，而是一片忧国忧民的心，他的愿望是，天下的人都能有充足的稻粱而不至饥饿，天下人中自然也包括北来的蒙古等族人。这是多么宽广的心怀和伟大的精神，这一崇高的思想境界，在所写的《正气歌》诗中，得到了新的升华。
《正气歌》前有序，占200余字。全诗60句，每句5言，共300字。此诗写于1281年盛夏，与《七月二日大雨歌》为同时期的作品。诗序和诗文的后半部分中，描述了牢房龌龊至极难以忍受的痛苦，抒发了他赖以支持写出《正气歌》的力量。他写道：在这“室广八尺”阴暗潮湿、见不到日光的短窄土牢里，炎热的夏日，让人气噎胸闷。又逢滂沱大雨，水灌土室，床几浮动，雨后的炎日，这间“单扉低小”的短窄幽暗的土牢，更如蒸笼一般，大自然中被蒸发出的“水气”、“土气”、“日气”、“火气”食物中散发出的“米气”，人体中散发出的“人气”，还有那死老鼠尸体和腐烂之物散发出的“恶气”等等，汇集成“秽气”，是人所不堪忍受的。我以“孱弱”的身体，生活在这种恶秽之气中，已有二年之久而“幸能无恙”，靠的是孟子所讲的“吾养吾浩然之气”，我用这“以一敌七”，我还有什么可怕的呢？因为“浩然之气”，“乃天地之正气”，为此，“作正气歌一首”。
那么，什么是“正气”呢？在《正气歌》的开篇是这样写的：
天地有正气，杂然赋流形
下则为河岳，上则为日星
于人曰浩然，肺乎塞苍冥
意思是说，天地之间有一种“浑浑元气”，也就是灵气，它变化多端，根据不同的品类形成不同的体态，流到下面，构成山岳，飘到天上，形成日月星辰，附入人体，就成为浩然之气，这是一种充塞于天地之间的旺正气，有着能压倒邪气的旺盛生命力。这种正气，在与邪气、恶气作斗争的困难时刻，就表现为一种载入史册，流芳百世、激励后人前进的高尚气节。这就是《正气歌》中所说的“时穷节乃见，一一垂丹青”。接着在诗中引述历史上古代的忠臣，义士的大量例证，来证明这种正气所表现出的气节，是如何压倒邪气，得以留芳，为后人所效法的。如春秋时齐国太史董狐宁可被杀也要照实书写历史；西汉苏轼出使匈奴被扣，守节不屈达十九年也不变心；三国时宁愿断头不降的严颜；唐朝为叛贼安禄山碎齿嚼舌骂贼而死的张巡、颜真卿等等。《正气歌》中赞颂这些英烈之士是“……是气所磅礴，凛冽万古存。当其贯日月，生死安足论，地维赖以古，天柱赖以尊。”意思是说，自古以来的这些忠贞英烈之士所表现的是，贯穿天地之间的磅礴正气，其光芒贯通日月，其凛然的气节万古长存，这种浩然之气不会因人体的生与死而存在或消亡，它的伟大力量可以顶天立地，大地依靠这种正气才赖以平立，苍天依靠这种正气作为擎天柱才得以支撑。
文天祥的《正气歌》，充分表现了他为国为民甘愿奉献自己一切的一片丹心，充分表现了坚持崇高气节从不动摇的金石之性；还有那宽阔的胸怀和伟大的气魄，都激励着一代代的人们追求真理，肯于前进的勇气和信心，是我国爱国诗篇中千古不朽的杰作。
除了《指南录》和《正气歌》外，文天祥在监狱中完成的《集杜诗》，是他的又一杰作。什么叫《集杜诗》呢？就是辑录杜甫所写的五言诗中的绝句，编辑成诗。借用杜甫诗句来叙事抒情，演述南宋末年的历史，叙述抗元斗争中的悲壮史事，以表达自己的感情，陈述自己的见解，这些诗虽然是集杜甫的诗句而成，但已不是杜诗，而是文天祥用以述情，言志，记事的“文诗”了。这在中国诗歌史上，是前无古人，尚无来者的独家创造。
柴市殉国
元世祖至元十八年（1281年），文天祥正擎笔疾书《正气歌》诗文之时，有人来到的身旁，并摆上几件精美的食品，文天祥抬头一看，原来是弟弟文璧来了。随即发问说：“你从那里弄来这样精致的东西。”文璧说：“哥哥你太苦了，先吃一点吧！我还带来四百贯钱留给哥哥补养身体。”文天祥打开钱包，一看都是元钞。立即追问他说，“你怎么有这样多元钞？”文璧不答。在旁的狱卒说：“文大人已是临江总管兼府尹了。”文天祥在把所写的《正气歌》递给文璧的同时，高声责备他说：“此逆物也，我不受。”表明自己不吃元朝官家的饭，不用元朝官家钱物的做法不变。当文璧把元钞留下退出时，他把元钞拿起撕碎，以表自己忠贞贯日月之心。
元世祖至元十九年（1282年）春，文天祥编撰了自己生平主要活动的《纪年录》，预感自己就义殉国的时间快到了，就写了一首“赞”记入《纪年录》中，赞前加叙说“是步春作赞，拟终时，书之衣带间”。表明作“赞”的目的和用途。“赞”为八句三十二字：
孔曰成仁，孟曰取义，惟其义尽，所以仁至
读圣贤书，所学何事？而今而后，庶几无媿
最后落款是“宋丞相文天祥绝笔”。意思是说，孔子讲仁，孟子倡义，都是讲要在社会上提倡救国家扶社稷、安天下。身为人臣，对国家、社稷、人民都应具有鞠躬尽瘁，死而后已，临危不乱，肯于牺牲的精神，这也就做到了“义尽”、“仁至”。我们读圣贤书，就是要学习古往今来忠贞英烈之士的事迹，以他们为榜样做人办事，这样才能无愧于人的一生。在这里，文天祥取孔孟儒家杀身成仁，舍生取义的精神，激励自己，宣示后人，表明自己坚定的意志和高风亮节的精神。
也就是在这年的下半年，麦述丁被任命为右丞相，并专门负责审理文天祥的案事。此人曾在江西与文天祥的义军作过战，深知文天祥的为人，又是一个主张专用严刑峻法对待反元志士的人。文天祥既不肯投降，他曾多次提出加以杀害。在他上任之初，就以文天祥为“罪人”，命令告示，文天祥不得再与外界有何接触，并将他在狱中的棋弈，笔墨、书册全部收缴。这就使文天祥终日只能徒对四壁，孤零寂寥蛰居在幽暗的土牢中，在折磨上面又加受折磨。麦术丁还一再在忽必烈面前讲，“留下文天祥早晚要为患的，不如早些杀掉为好。”忽必烈一直犹豫不定。但紧接着发生的几件事，促使忽必烈不能不作出最后的决定。一件事是，这年的十二月初七日，“中山府（今河北定县）薛宝住聚数千人，声言是真宋幼主，要来取文丞相。一件是京中有人谣传抗元义军要攻打燕京，与城内卫军已取得联系，先烧城上的苇子，城外举火为应，内应外合，共同搭救文丞相。这几件事使元世祖忽必烈震动很大，他接受了麦术丁的意见，决定杀害文天祥，砍掉这面号召反元的旗帜。但是在杀害文天祥以前，还要对劝说文天祥做最后一次努力，忽必烈决定亲自出马劝降了。与文天祥同时的刘岳申所撰写的《文丞相传》，对这次金殿对话，有着详细的记载和生动的描述。现意译如下：
至元壬午（即1282年）十二月八日，文天祥被带到大殿上，文天祥对忽必烈长揖不拜、并用指责的口气说：“宋朝没有无道的君主，也没有应该讨伐之民，不幸的是谢太皇太后年老，新即位的君主赵年幼，当朝的权臣陈宜中、留梦炎等，措置失宜，误国误民，叛将叛臣，为北朝所用，献策献计，陷宋要地，献宋城池，所以失国。天祥在危难之时，当了宋丞相，宋亡不能再复，理当速死，不应久生。”
忽必烈说：“你如果像对待宋朝那样忠心对待元朝，我立即任命你为中书宰相（元第一宰相）。”
文天祥答道：“天祥是宋朝的状元宰相，宋亡，只可死，不可生。”
忽必烈又说：“你不愿为宰相，可以担任别的要职。”
文天祥坚定地回答说：“一死之外，无可为者。”
忽必烈亲自劝降，文天祥也未改变以身殉国的初衷。但忽必烈还不忍杀他，摆摆手说：“让我再想想，退朝。”
第二天，也就是元至元十九年十二月九日（1283年1月9日），麦述丁对忽必烈上奏说：“文天祥既然不愿归顺，不如同意文天祥的请求，即日赐死。”得到了忽必烈的批准。也就是这天，元军敲着金鼓来到监狱，文天祥将早已写好的绝笔“赞”系在衣带上，迎着鼓声从容走出牢门，赴刑场就义。燕京城内的人，听说文丞相今天就义，纷纷拥上大街的两侧为他送行，向他致敬。押送文天祥的元官吏，在赴刑场的路上，边走边向在路两侧倚立的人宣告：“文丞相是南朝的忠臣，皇帝曾劝说他做元朝的宰相，文丞相也没有同意，现在按照他本人的愿望，赐他一死，他的死不是别人能比的。”文天祥边走边吟唱着他最后的诗歌，诉说元军以剽悍的骑兵，陷宋城池，害宋百姓，忠臣义士抗元的悲壮，宋朝复亡的饮恨绵绵。诗歌中的“今朝此地丧元颅，英魂直上升天衢”的绝句。既唱出了行将就义时的慷慨激情，也唱出了忠臣义士壮怀激烈的心境。诗的意思是，今天在这里砍头就义，忠臣义士的英魂直上云霄，上天都将为此而感动。
文天祥到达柴市刑场时，观者已过万人。他向身旁的市民问道：“南边是哪个方向？”得到回答后，立即整好衣冠，面向南方再拜说：“为臣报效国家只能到此了！”接着就向监刑的官员索要纸笔，奋笔疾书，写下了两首后为人们广泛传诵、题为《出狱临刑歌》的七律诗。此诗，从出使元营、逃脱京口、兴兵辅宋、力尽被俘、国破家亡、燕京囚禁，直写到从容就义、以身殉国的经历。诗中满怀爱国爱民、忧国忧民的心境，充满慷慨激昂的激情，视死如归的浩然之气，也可说是对自己的一生作了临终总结。在这里只引其中一首诗的最后四句：
天荒地老英雄丧，国破家亡事业休
惟有一股忠烈气，碧空常共暮云愁
当他写完最后一个字时，奋然掷笔，欣然引颈受刑，当时才47岁。
据时人吉水胡广所撰《文丞相传》中记载：文天祥就义时，“留在燕京的南人，朝着文天祥受刑的方向，洒酒祭奠，慷慨悲歌，相互应和。”当时在刑场上看到和以后听到文天祥受刑时的情景的人们，“无不流涕”。在就义的不变，就如同霜雪那样洁白，松柏那样长青。你生为名臣，死列星宿，不管时代怎样变化，始终都放出耀眼光芒的，不就是你丞相公吗！文天祥就义八年后，他的好友谢翱，曾与几位志同道合友人相约，到浙江严州（今建德）聚齐，在严子陵垂钓的钓台，供奉上文天祥的牌位，摆上祭品，拜伏于地，哀伤地失声恸哭，悲痛地唱着悼歌，一而再，再而三，良久不息。祭奠后，谢翱写的《登西台恸哭记》中，写了他在文天祥南剑开府时前往从戎的情况，写了漳州别后对文天祥的怀念，写了文天祥就义三年后在姑苏（平江文天祥初开府的治所）的第一次大恸，四年后在越台的第二次大恸，在记述第三次他们相聚在严州西台的恸哭时说，哭得天昏地暗，竹石俱碎，这是文天祥死后八年的无祭文的哭祭，哭得如此之悲痛，如此之深沉。这种哀荣，在历史上文天祥也是第一人。
文天祥死后40年，就进入了家乡庐陵所设的先贤祠，成为继欧阳修、杨邦义、胡镜、周必文、杨万里诸人之后，庐陵的第六位先贤。在元朝时，已建立了纪念他的祠堂，有的祠堂里供奉着文天祥和他的战友尹玉、巩信、赵时赏等人。在他出生的富川镇富田村的文氏家祠，藏有文天祥的画像和历代石刻。原来关押他的燕京兵马司监狱，在明朝初年，也建立了文丞相祠（今东城府学胡同内），原祠由大门、前厅、正殿三部分组成，祠内有一棵枣树，传说是文天祥在狱中时亲手所种，至今仍屹立于院中。祠东侧的胡同，名文丞相胡同。新中国成立后，定为重点文物保护单位，20世纪80年代又加以修整，建立了文天祥纪念馆，对外开放。
文天祥的诗文，早已在民间流传，在燕京关押期间，他的诗文已是“翰墨满燕京”。在他就义后14年，他的诗文全集已被刊印出来，留传后世，千古流芳，永远激励着人们，自强不息。