中华民国六年（１９１７年）詹天佑任交通部铁路技术委员会会长及交通研究会会员、审订铁路法规会名誉会员、运输会议会员。詹天佑因主持交通会议成绩昭著，交通部奖给名誉奖章。川汉路汉口皂市段因德国借款冻结而停工，共修筑汉口经皂市至扬家洚路基１６４公里及部分桥梁房屋。张勋复辟强行宣布为邮传部尚书。詹天佑在汉口拒绝到任。詹天佑再次被推选为中华工程师学会会长。被推举为交通丛报社名誉社长。
中华民国七年（１９１８年）粤汉铁路武昌长沙段通车（长３６５公里），与已建成的长沙株州段接通，自武汉通车株州（长４１６公里）詹天佑被授二等宝光嘉禾章 。詹天佑发表《敬告青年工学家》一文，对青年寄予厚望。詹天佑连任中华工程师学会会长。詹天佑向学会捐助百金，悬赏征文，鼓励开展学术研究活动。
病发去世
中华民国八年（１９１９年）詹天佑命湘鄂局报送长沙以南路线测量报告。詹天佑致电巴黎和会中国代表反对国际共管中国铁路。受命代表中国出席国际联合监管远东铁路会议。２月，往海参崴、哈尔滨赴会。会议中，日冒严寒赴会，夜研文书议案，惟恐主权受损，以崇高国际威望，与赴会中国代表共同努力取得了中东路沿线由我国驻军护路权，防止了列强以护路为名，武力夺取中东路；并争得了我国工程师在中东路的工作地位。因疲劳过度，心力交疲，旧日腹疾复发，不得已请假就医。１９１９年４月２０日到汉口，２１日入仁济医院，２４日因腹疾严重，心力衰竭逝世，终年５８岁。临终遗嘱语不及私，向国家陈述三事：一、振奋发扬工程师学会活动，以兴国阜民；二、慎选人才管理俄路，以扬国光；三、就款计工，唯力是视，脚踏实地建成汉粤川全路。并称，上述三事乃天佑未了之血忱，如得到国家采纳，则天佑虽死之日，犹生之年。
詹天佑逝世后，北京、汉口、广州、上海、天津各界举行公祭，远东铁路会议致哀。以邝孙谋为首的中华工程师学会，和以丁士源为首的京绥铁路局同人会联合倡议，以及以颜德庆为首的汉粤川铁路湘鄂线工程局 ５００余人，联合呈请将詹天佑生平事迹，“藉没世之光荣，作后来之矜式” 。
主要成就
唐山铁路
１８８８年，詹天佑由老同学邝孙谋的推荐，到中国铁路公司任工程师。
詹天佑亲临工地，与工人同甘共苦，用了七十多天的时间就竣工通车了。唐山铁路在开滦煤矿唐山矿１至３号井东面，一条铁路从一个上百年的涵洞里穿越而出，从唐山市区主干道新华道下穿过，全长十二公里。这就是中国第一条国际标准轨距铁路，它最初是从唐山矿修到丰南胥各庄，至今仍是京山铁路的一个重要组成部分。
滦河大桥
１８９１年初，在洋务运动的晚风中，清廷重臣李鸿章受命在山海关设立了“北洋官铁路局”，他的得力助手周兰亭、李树棠总揽筑路事务，全力以赴修建关东铁路（古冶—山海关—中后所—奉天等）。虽然朝野中的洋务派和顽固派对政府修建铁路一直争论不休，但李鸿章在１８９２年已经和开平矿务局的英国技师金达签下了协议，着手修建关东铁路第一段由古冶到山海关的铁路。其实，早在１８８１年，中国第一条自建铁路——唐胥铁路就已运营，虽然马拉蒸汽机车一度成为闹剧，但那时中国的铁路业已经蹒跚起步了。令人意想不到的是，当这条铁路延伸到滦河岸边时，奔腾咆哮的滦河水使修路的步伐戛然而止。面对宽阔的河面，踌躇满志的金达邀请世界一流的英国铁路专家喀克斯，信心十足地指挥着施工架桥。可是滦河下游河宽水急，河床泥沙很深，地质结构复杂，桥墩屡建屡塌，众人一筹莫展。高傲的英国专家在架桥环节屡次受挫之后，最终将这块烫手的山芋转嫁给了德、日专家，但还是以失败告终。