文天祥在牢房里写了一首五言长诗《正气歌》，表达自己反抗元朝统治的思想感情，歌颂了春秋战国以来历史上许多忠君爱国的英雄义士，决心向他们学习，保持自己的浩然正气，决不屈膝投降。在《正气歌》序言中，文天祥列举了他所处的恶劣环境，有水气、土气、日气、火气、米气、人气、秽气交逼，但却不能侵害他，因为他有天地之正气！他在诗中写道，大河、山岳、太阳、群星、志士仁人，是秉赋正气而生的，而一切丑恶的东西包括无耻的卖国贼，秉赋的则是邪气；两种气在不断斗争，而正气必然压倒邪气！《正气歌》中说：“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，沛乎塞苍冥。皇路当清夷，含和吐明庭。时穷节乃见，一一垂丹青。”“当其贯日月，生死安足论！地维赖以立，天柱赖以尊。三纲实系命，道义为之根。”“悠悠我心悲，苍天曷有极！哲人日已远，典型在夙昔。风檐展书读，古道照颜色。”同时，文天祥还开始编辑自己的诗集，定名为《指南录》。他在诗里写道：“臣心一片磁针石，不指南方不肯休。”

元朝诱降文天祥的目的始终没有达到。文天祥在给元朝官员的回答中宣称，他所想得到的是五件事，就是剐、斩、锯、烹、投于大水中。他不打算自杀，自杀没有意义了。文天祥坐牢的第三年，河北中山府发生了农民起义。起义领袖自称是宋代皇室的后裔，聚集几千人，号召大家打进大都，救出文丞相。这一下，使得元朝统治者人心惶惶。在1282年十二月初九，也就是文天祥被囚禁了三年零两个月之后，元世祖决定杀害文天祥。

这一天，北风怒号，阴云密布。文天祥被带出监狱，押往京城柴市的刑场。刑场上围观的百姓成千上万。元朝的官员对围观的百姓说：“文丞相是宋朝的忠臣，大元皇帝想请他做宰相，他不愿意，所以只好按照他的要求，赐他一死，他不同于其他的死囚。”并问文天祥：“丞相现在还有什么话吗？如果有话，可以立刻回奏皇上！”文天祥回答说：“死就死吧，有什么可说的！”这时候，文天祥问旁边的百姓，哪一面是南方。百姓指给文天祥看了，他朝着正南方拜了几拜，端端正正地坐下来，对监斩官说：“我的事结束了。”随后，文天祥慷慨就义。

这一年，爱国志士文天祥年仅四十九岁。

行刑后，人们发现文天祥的衣带中有自赞的几句话：“孔曰成仁，孟曰取义。唯其义尽，所以仁至。读圣贤书，所学何事?而今而后，庶几无愧。”

从这首衣带赞和在狱中写的许多诗文中，可以看出文天祥的精神支柱是什么，在民族斗争中，他的坚定不移的立场，正如他自己所说：“凛烈万古存。”