Với tinh thần “công thành thân thoái”, năm 35 tuổi (1293), ở trên đỉnh cao sức khỏe, trí tuệ, danh vọng, Ngài đã nhường ngôi cho Thái tử Anh Tông để làm Thái Thượng Hoàng, lui về tu tập.

Đến năm 1299, Ngài về Yên Tử tu hành khổ hạnh tại am Tử Tiêu, núi Yên Tử lấy hiệu là Hương Vân Đại Đầu đà và xưng là Trúc Lâm đại sĩ. Tại đây ngài đã hợp nhất tinh hoa của ba dòng thiền Tỳ-Ni-Đa-Lưu-Chi, Vô Ngôn Thông và Thảo Đường sáng lập nên Thiền phái Trúc Lâm Yên Tử - một dòng thiền Phật giáo mang đậm màu sắc Việt Nam với chủ trương “cư trần lạc đạo” tức là gắn đạo với đời, gắn xu thế nhập thế của việc Thiền với việc gìn làng, giữ nước.

Dòng thiền Trúc Lâm Yên Tử là dòng thiền mang bản sắc riêng của dân tộc Việt, được gìn giữ và lưu truyền qua các thời đại, các thế hệ Phật giáo Việt Nam.

Trong cuộc đời tu tập của Đức vua - Phật hoàng Trần Nhân Tông, Yên Tử là nơi Ngài tu hành, giảng pháp, độ tăng và Ngọa Vân là nơi Ngài xả bỏ huyễn thân vào ngày 1/11 Âm lịch năm 1308.

Xá lợi của Ngài sau này được chia về nhiều nơi để tôn thờ, trong đó có am Ngọa Vân, chùa Quỳnh Lâm (thị xã Đông Triều) và tại tháp Huệ Quang (Yên Tử).

Tượng Phật hoàng Trần Nhân Tông trên núi Yên Tử đặt tại khu vực tượng đá An Kỳ Sinh được đúc bằng đồng nguyên khối, cao 15m (cả toà sen), nặng 138 tấn, tọa lạc ở độ cao khoảng 1.000m so với mực nước biển.