В 1245 году Ярослав вместе с братьями и племянниками вторично отправился в орду. Святослав и Иван Всеволодович с племяниками воротились в свои отчины, а Ярослава Батый послал на берега Амура к великому хану. Здесь он принял, по замечанию летописца, «много томления», так как против него велась, судя по некоторым сказаниям, хотя и не совсем ясным, какая-то интрига, в которой действующими лицами являются боярин Федор Ярунович и сама ханша, которая под видом угощения поднесла Ярославу яду. Великий князь поехал от хана уже будучи больным; чрез 7 дней, а именно 30 сентября 1246 года, в дороге он скончался, причем тело его сильно посинело, что еще более убеждало современников в том, что он отравлен. Сопровождавшие его бояре привезли тело его во Владимир, где в Успенском соборе, он и был похоронен.
Никоновская и Тверская летописи о смерти Ярослава говорят под 1247 годом, а Троицкая — под 1248 годом. По поводу поднесенного Ярославу яда Карамзин замечает, что монголы сильные мечом, не имели нужды действовать ядом, орудием злодеев слабых. Плано Карпини замечает, что Ярослав отравлен татарами с тою целью, чтоб им свободно было владеть Русью, но по справедливому замечанию С.М. Соловьева, татарам, в таком случае, нужно было бы истребить всех князей. Соловьев предполагает, что интрига против Ярослава велась, вероятно, Константиновичами Ростовскими (из собственно Константиновичей, заметим, в живых оставался только Владимир Углицкий, который принимал участие в последней поездке Ярослава в орду). Когда не удалось оклеветать Ярослава перед ханом, прибегли к ханше, о чём хан и не знал. Иначе, в самом деле, трудно согласить всеобщее свидетельство и своих и иностранных источников о «нужной» (насильственной) смерти великого князя. Летописи вообще скупы на похвалы этому князю, но одна из них говорит, что он «положи душу свою за други своя и за землю Русскую», а рукописные святцы причисляют его к лику святых.
Ярослав Всеволодович, в святом крещении Федор, был женат дважды:
1) на дочери Юрия Кончаковича, князя половецкого, неизвестной по имени;
2) на Федосьи (в иночестве Ефросиний), дочери Мстислава Удалого. Почти все летописи одинаково о ней говорят: «преставися княгыни Ярославляя, постригшися у святого Георгия в монастыри, ту же и положена бысть, сторонь сына своего Федора, месяца майа в 5, на память святые Ирины, наречено бысть имя ей Ефросинья».
В новгородском Юрьевском монастыре в надгробной надписи значится: «Лета 6749 (вместо 6752) маиа в 4, в Великом Новегороде почи Феодосия, супружница великого князя Ярослава Всеволодовича».
Между тем Карамзину было доставлено владимирским губернатором описание владимирских княжеских гробов, по которому Федосья с сыном Федором покоятся во владимирской Георгиевской церкви. Действительно, в Георгиевской церкви во Владимире, построеной Юрием Долгоруким в 1152 году (с 1153 года при этой церкви был женский монастырь, неизвестно когда упраздненный) есть две гробницы: одна на правой стороне, другая — на левой.
На первой гробнице надпись: «На сем месте положены мощи Благоверного великого князя Федора Яро-славича, сына великия княгини Феодосии, и брата святого Благоверного великого князя Александра Невского».
На второй гробнице: «Сия Боголюбивая великая княгиня Феодосия, дщерь Галичского князя Мстислава Мстиславича, честнейшая супружница Благоверного великого князя Ярослава Всеволодовича Владимирского, с ним же благоговейно и благоугодно поживе и 9 сынов породи: Феодара, Александра, Андрея, Константина, Афанасия, Даниила, Михаила, Ярослава, Василия, да дщери две: Евдокию и Иулианию, на конец жития своего монашеский образ на ся восприя, в нем же и преиме-новася Евфросиния; преставися в Великом Новегороде, честное же тело ея положено в преименитом граде Владимире, в пресловущей обители святого Великомученика Георгия об едину сторону сына ее, Благоверного великого князя Феодора на сем месте; супруг же ее Благоверный великий князь Ярослав Всеволодович Владимирский нуждно преставися в иноплеменных землях в хановой орде в 6754 (1246) году месяца сентября в 30 день, честное же тело его положено бысть в преименитом граде Владимире в соборной церкви Успения Пресвятой Богородицы Владимирские златоверхия на южной стороне в приделе святого Великомученика Георгия. Обитель сия создана в лето 6661 (1153) великим князем Долгоруким». Летописи не говорят, где она умерла, исключая Никоновскую, по которой она умерла в Новгороде, а говорят только, что постриглась в Георгиевском монастыре, и всего вероятнее она погребена во Владимирском Георгиевском монастыре, хотя умерла и в Новгороде. Что же касается того, что как в новгородском, так и во Владимирском Георгиевских храмах есть гробницы одних и тех же лиц, то это, кажется, естественное желание как новгородцев, так и владимирцев — считать принадлежащим тому или другому городу прах таких лиц, как мать и брат Александра Невского. Некоторые родословные называют вторую жену Ярослава Ростиславой — Феодосией.