元和中，卢坦出任东川节度使，召他为掌书记。

　　元和十二年（817年），卢坦死，他便离开东川幕府，于次年春取三峡水路归浔阳，与他任江州司马的哥哥白居易团聚。白居埸曾写了《得行简书闻欲下峡先以此寄》和《对酒示行简》两首诗以记其事并庆贺他兄弟俩的重逢。

　　元和十四年春，白行简随其兄白居易前往忠州，第二年（820年）又随兄回到京城长安，授职左拾遗，累迁司门员外郎，主客郎中。长庆末年，振武水运营田使贺拔志岁终结课失实，朝廷诏命白行简复核，他把情况查实后，揭露了贺的舞弊行为，贺畏罪自杀。

　　宝历二年（826年）冬，白行简病卒，时年52岁。