战后，献文帝论功行赏，任命慕容白曜为使持节、都督青齐东徐州诸军事、开府仪同三司、青州刺史，进封济南王，食邑一千户，其权势与声望达到顶峰。
平定青齐后，慕容白曜并未沉醉于战功之中，而是迅速转变角色，致力于当地的治理与稳定。
青齐地区长期处于南北对峙的前沿，战乱频繁，民心浮动，加之刘宋残余势力仍在暗中活动，治理难度极大。
慕容白曜深知，军事征服只是第一步，唯有让百姓安居乐业，才能真正巩固北魏在当地的统治。
在治政过程中，慕容白曜始终坚持“恩威并施”的原则。
一方面，他严明军纪，严禁魏军将士侵扰百姓，对于违反军纪、劫掠民财的士兵，一经发现便严惩不贷，有效稳定了社会秩序；另一方面，他推行宽仁政策，安抚民心。
他下令减轻当地百姓的赋税徭役，鼓励农民开垦荒地，恢复农业生产；对于投降的刘宋官员，他量才录用，既往不咎，让他们继续参与地方治理，充分发挥其熟悉当地情况的优势；对于流离失所的百姓，他设立安置点，发放粮食与衣物，帮助他们重建家园。
慕容白曜还十分重视文化教育与民族融合。
青齐地区是中原文化的重要传承地，有着深厚的文化底蕴，慕容白曜尊重当地的文化传统与风俗习惯，鼓励儒学教育，修缮学堂，招揽儒生讲学，促进了鲜卑文化与汉文化的交流融合。
在他的治理下，青齐地区迅速从战乱的创伤中恢复过来，“民安其业，商旅流通”，呈现出一派欣欣向荣的景象。
当地百姓对慕容白曜的治理感恩戴德，为他立碑颂德，称赞他“德被青齐，恩润百姓”。
慕容白曜的治政成就，不仅巩固了北魏在青齐地区的统治，也为后世治理边疆地区提供了宝贵的经验。
就在慕容白曜在青齐地区政绩卓着、声望日隆之时，一场致命的政治危机正在悄然酝酿。
北魏自建国以来，权力斗争便从未停歇，尤其是在皇室、宗室与功臣之间，矛盾错综复杂。
慕容白曜作为前燕皇族后裔，凭借平定青齐的不世之功，手握重兵，镇守一方，其权势与声望早已引起了朝廷内部部分权贵的忌惮与嫉妒。
而他早年与辅政大臣乙浑共同辅政的经历，更成为政敌攻击他的把柄。
乙浑专权期间，曾诛杀多名朝廷重臣，引起了朝野上下的不满，后来献文帝联合其他大臣诛杀乙浑，清算其党羽。
慕容白曜虽与乙浑并无深交，且在乙浑专权时始终保持距离，但政敌们却以此为借口，诬陷他“依附乙浑，图谋不轨”。
此外，慕容白曜平定青齐后，势力日渐壮大，民间甚至出现了“济南王当为天子”的流言，这让年幼的献文帝与掌权的朝臣们深感不安，“功高震主”的阴影开始笼罩在慕容白曜的头上。
皇兴四年（470年）十月，献文帝拓跋弘在部分朝臣的蛊惑下，以“谋反”为由，下诏将慕容白曜召回京城平城（今山西大同），随后将其与弟弟慕容白泽等亲属一同逮捕入狱。
面对莫须有的罪名，慕容白曜据理力争，历数自己为北魏所立的赫赫战功与治理青齐的政绩，试图洗刷冤屈。
然而，在“欲加之罪，何患无辞”的政治漩涡中，他的辩解显得苍白无力。
最终，献文帝下令将慕容白曜及其兄弟全部处死，抄没其家产，一代名将未死于沙场，却殒命于自己誓死效忠的朝廷，年仅四十余岁，令人扼腕叹息。
慕容白曜被杀后，青齐地区的百姓无不悲痛流涕，纷纷自发为他举行哀悼活动，怀念他的功绩与恩德。
而北魏朝廷内部，也有不少有识之士为慕容白曜鸣不平，认为他是“功高不赏，反遭屠戮”的冤臣。
慕容白曜的冤屈，并未被历史长河所淹没。
太和年间（477—499年），孝文帝元宏即位后，推行大规模汉化改革，重视历史传承与功臣表彰。
着作佐郎成淹深感慕容白曜的冤屈，上书孝文帝，历数慕容白曜平定青齐的旷世奇功、治理地方的卓着政绩，以及他蒙冤被杀的经过，恳请孝文帝为其平反昭雪。
成淹在奏疏中写道：“白曜之勋，着于青齐，其功足以铭鼎彝，其德足以被后世。
昔韩信兔死狗烹，英布鸟尽弓藏，古今所痛。
白曜虽非汉臣，然其忠勇堪比古人，今若不为之平反，恐失天下之心，亦使功臣寒胆。”
孝文帝元宏是北魏历史上极具远见卓识的皇帝，他深知慕容白曜的功绩与冤情，也明白为其平反对于凝聚人心、稳定统治的重要性。
经过慎重考量，孝文帝下诏为慕容白曜平反昭雪，恢复其济南王爵位与所有官爵，追赠他为都督青徐兖冀五州诸军事、骠骑大将军、青州刺史，谥号“昭”，以表彰其“昭德有劳，光明磊落”的