一年多后，卢植又被召回朝廷担任议郎，与马日磾、蔡邕、杨彪、韩说等人一起在东观校勘儒学经典书籍，并参与续写《汉记》（史称《东观汉记》）的工作。但刘宏认为写书不是紧要的工作，便又拜他为侍中、尚书。
公元178年（光和元年）二月一日，天空发生日食。卢植就此上书，陈说政要，批评刘宏之前的过失，但刘宏并不采纳。
公元184年（光和七年）二月，冀州钜鹿郡人张角发动起义，史称“黄巾之乱”，天下有八州响应，朝野震动。
经四府（大将军、太尉、司徒、司空），刘宏便拜卢植为北中郎将，命护乌桓中郎将宗员任其副手，率领北军五校（即屯骑、越骑、步兵、长水、射声五营）的将士，前往冀州平定黄巾军。
卢植连战连胜，张角率军退守广宗县，据城死守。卢植率军包围广宗县城，并挖掘壕沟，制造攻城器械，准备攻城。
而这时，刘宏派小黄门左丰到卢植军中检查工作，有人劝卢植向左丰行贿，卢植拒绝。
左丰没讨到半点好处，于是怀恨在心，六月，左丰返回雒阳后，向刘宏进谗言说：“臣看广宗县城很容易攻破，卢植却按兵不动，难道他是想等老天来诛杀张角吗？”
刘宏大怒，下诏免除卢植的职务，并用囚车押送回雒阳，判处无期徒刑（减死罪一等）。朝廷拜董卓为东中郎将，接替卢植在冀州平定黄巾军，但董卓战败。
八月，由左中郎将皇甫嵩统率的另一支政府军已平定兖州东郡黄巾军，朝廷则改派皇甫嵩前往冀州平定黄巾军。
皇甫嵩不负众望，最终凯旋而归。皇甫嵩返回雒阳后，上书给刘宏，将平定冀州黄巾军的功劳推给卢植，于是卢植官复原职，仍然任尚书。公元189年（中平六年），刘宏驾崩，大将军何进掌控朝政，何进听信袁绍等人的建议，意图铲除宦官，甚至征召并州牧董卓进京，卢植知道董卓必为后患，竭力劝阻，而何进不听。
八月，发生政变，何进被杀，董卓进京，掌控朝政。
董卓意欲废黜少帝刘辩，拥立陈留王刘协为帝，便召文武百官商讨，当时无人敢言，只有卢植独自一人出来反对，董卓大怒，下令将卢植处死，蔡邕为其求情，而议郎彭伯也赶紧出来劝阻董卓说：“卢尚书是海内大儒，士人之望！如今若杀他，天下人都会震惊失望。”董卓这才作罢，仅将卢植免职而已。
不久，卢植以年老身体不适为由，请求返回家乡涿县。等董卓批准后，卢植便走小路离开雒阳，董卓果然派人追杀而不及。卢植便隐居在幽州上谷郡，不问世事。
公元191年（初平二年），袁绍取得冀州，拜卢植为军师。
公元192年（初平三年），卢植逝世。临终前，卢植让其子挖土穴薄葬，不用棺木，只有贴身单衣而已。
公元207年（建安十二年），曹操率军北伐乌桓，途径涿县，下通告称赞卢植的生平，并派人为其扫墓。其子卢毓，后来官至司空，有名于世。
范晔《后汉书》曾经评价道：“风霜以别草木之性，危乱而见贞良之节，则卢公之心可知矣。夫蜂虿起怀，雷霆骇耳，虽贲、育、荆、诸之论，未有不冘豫夺常者也。当植抽白刃严阁之下，追帝河津之间，排戈刃，赴戕折，岂先计哉？君子之于忠义，造次必于是，颠沛必于是也。”“子干兼姿，逢掖临师。”
卢植著有《尚书章句》、《三礼解诂》（《礼记解诂》）二十卷，还有文集二卷，今已佚失。
《全后汉文》收录有《始立太学石经上书》、《日食上封事》、《奏事》、《献书规窦武》、《郦文胜诔》等言论。
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