韩愈在刑部侍郎任上没有干多久。他自元和十二年十二月二十一日被任命为刑部侍郎，元和十四年正月十四日便被贬为潮州（今属广东）刺史，他在任上只有一年时间。
元和十四年（819）正月，宪宗皇帝遣使者去凤翔迎佛骨，掀起了一片佞佛的狂澜。韩愈不顾个人安危，毅然上《论佛骨表》，详论佛之不可信，要求将佛骨“投诸水火，永绝根本，断天下之疑，绝后代之惑”。宪宗得表，大为震怒，要处以极刑。幸有裴度、崔群等替他说情，才贬为潮州刺史。韩愈行至蓝关，大雪塞途，马不肯前，时侄孙韩湘从远道赶来伴随，韩愈作诗《左迁至蓝关示侄孙湘》，前四句云：“一封朝奏九重天，夕贬潮州路八千。欲为圣明除弊事，肯将衰朽惜残年。”他为了“除弊”而谏迎佛骨，竟然被远贬潮州，当然有满腔愤懑和委屈。同年十月，因大赦被量移为袁州（今江西宜春）刺史。他在潮州和袁州任刺史，都颇有政绩。
元和十五年（820）九月，韩愈奉诏内调为国子祭酒。回朝后，他对主管的国子监进行了整顿，行文吏部不得派任非博通经学及非进士五经登科人充当国子监学官；新学官到职，必须经过考试，方可正式任用；并推荐秘书郎张籍为国子博士，以加强教师阵营。这些措施，使国子监面貌大为改观。
长庆元年（821）七月，韩愈由国子祭酒转任兵部侍郎。翌年二月，曾奉命为宣慰使，冒着风险赴镇州宣慰乱军。九月，他自兵部转任吏部侍郎。长庆三年（823）六月，又自吏部侍郎擢任京兆尹兼御史大夫。当时的京兆，是一个最为复杂难理的地方，但在韩愈的整治下，社会秩序比较安定，“盗贼止；遇旱，米价不敢上（涨）”（李翱《韩吏部行状》）。后来，由于宰相李逢吉的挑拨，韩愈与御史中丞李绅不协。十月，调任兵部侍郎，后又改任吏部侍郎。
长庆四年（824）五月，韩愈因病告假到长安城南别墅韩庄休养。八月，告假满百日，免吏部侍郎，从此便结束了近三十年的官场生活。愈自韩庄归靖安里第。中秋次日夜晚，张籍、王建联袂到靖安里韩宅探望，韩愈同他们在庭院赏月，作五言古诗《玩月喜张十八员外王六秘书至》一首，以记其事。这是韩愈所作的最后一首诗。十二月二日，韩愈卒于靖安里第，终年五十七岁。
