đã rời thành Đồ Bàn, ra cửa Thị Nại lập trai đàn để cầu siêu độ cho vua chồng Chế Mân. Rồi từ đấy, công chúa theo đoàn thuyền do quan Thượng thư tả bộc xạ Trần Khắc Chung chỉ huy, lặng lẽ rẽ sóng vượt trùng khơi trở lại quê cha đất tổ. Ngày 18 tháng 5 năm Mậu Thân (1308), công chúa về tới kinh thành Thăng Long.
Công chúa vào ở tại biệt cung bên cạnh chùa Tư Phúc trong Đại nội. Sau 3 ngày nghỉ lấy sức, công chúa quyết định xin phép vua anh cho mình lên núi Yên Tử vấn an vua cha Trần Nhân Tông – người anh hùng hai lần lãnh đạo nhân dân đánh thắng đế quốc Nguyên-Mông xâm lược, thanh thản cởi bỏ chiếc hoàng bào, tự nguyện khoác lên mình chiếc cà sa, người khai sáng dòng thiền Trúc Lâm Yên Tử, có hiệu là Trúc Lâm Đại sĩ, ẩn tu trên đỉnh mây gió tuyết sương vùng Đông Bắc Đại Việt.
Trước khi Huyền Trân lên núi Yên Tử, Đại sĩ đã cho các thị giả xuống núi, chỉ giữ lại chú tiểu Pháp Đăng và thầy Bảo Sát bên mình. Theo sự hướng dẫn của chú tiểu Pháp Đăng, Huyền Trân lên núi và đã gặp vua cha tại am Ngoạ Vân trong niềm hoan hỷ khôn xiết. Từ am Ngoạ Vân, Đại sĩ cùng con gái và chú tiểu Pháp Đăng ngược dốc lên am Tử Tiêu. Tại đây, Đại sĩ sai chú Pháp Đăng ở lại quét dọn, còn ngài dẫn lối đưa công chúa lên tận đỉnh ngọn Tử Tiêu cao vút như chạm tới cổng trời xanh bạt ngàn mây khói; truyền rằng nơi đây các tiên ông thường xuống đánh cờ, ngắm miền hạ giới.
Tại một phiến đá phẳng và khá rộng, Huyền Trân ngồi đối diện với vua cha trong thế toạ thiền. Đại sĩ nhìn con gái hồi lâu như muốn san sẻ bớt gánh nặng ưu tư và nghiệp duyên của con, rồi ân cần hỏi thăm hoàng tử Chế Đa Gia và nỗi lòng dân chúng Chiêm Thành kể từ khi vua Chế Mân qua đời. Công chúa kính cẩn thưa hết với vua cha.
Ở lại Yên Tử, công chúa được Đại sĩ dẫn đi thăm thú nhiều am động, được Người giảng giải cho những điều triết luận cao siêu trong kinh điển Phật giáo, nhờ đó mà nội tâm công chúa được khai Mở. Cũng tại đây, công chúa được gặp sư huynh Bảo Sát, người đứng đầu hàng đệ tử của Trúc Lâm Đại sĩ, mà trước khi sang Chiêm Thành, công chúa đã một lần diện kiến. Công chúa mong sớm được xuất gia, thọ giới Bồ tát. Đại sĩ vui vẻ chấp thuận.
Hơn một tuần vân du Yên Tử, ngày 29 tháng 8 năm Mậu Thân, công chúa xuống núi, trở về kinh thành, sống trong biệt cung. Hàng ngày dành thời gian để học Phật pháp và cầu nguyện trước chính điện chùa Tư Phúc. Huyền Trân thường quán niệm rằng, có một ngày duyên lành phổ độ, nàng sẽ lên lại Yên Tử để được xuất gia với Trúc Lâm Đại sị, rồi tìm về chốn sơn thanh thuỷ tú nào đó ở miền Hải Dương lập am tu hành. Nhưng lời quán niệm ấy đã không kịp ứng với công chúa.
Vào một chiều, ngày mồng 3 tháng 11 năm Mậu Thân, nghĩa là chỉ hơn hai tháng kể từ ngày Huyền trân bái biệt vua cha trở về kinh thành, công chúa nhận được tin dữ: Thượng hoàng Trần Nhân Tông – Trúc Lâm Đại sĩ đã thị tịch vào lúc nửa đêm ngày mồng 1, tại am Ngoạ Vân. Không nói lên lời nào, Huyền Trân đóng chặt cửa, giam mình trong biệt cung suốt một ngày một đêm. Qua ngày mồng 5, công chúa sang chùa Tư Phúc, quỳ trước Bảo điện, cứ quỳ như vậy suốt 2 ngày đêm cho đến khi tháp đựng xá lợi của Đại sĩ được vua Anh Tông và triều đình rước từ am Ngoạ Vân về chùa vào ngày mồng 7. Thầy Bảo Sát cũng theo xá lợi của Đại sĩ về cùng chuyến đi ấy. Trong thời gian lưu lại chùa Tư Phúc, thầy Bảo Sát đã kể cho Huyền Trân nghe những giờ phút thiêng liêng cuối cùng của Đại sĩ và những lời giáo chỉ của Người. Trước khi thị tịch, Đại sĩ dặn thầy phải trực tiếp thế độ cho công chúa xuất gia, tìm nơi để công chúa tu học. Song vì quá bận với trọng trách khắc Đại tạng kinh, thầy Bảo Sát đã nhờ sư đệ của mình là Thiền sư Bảo Phác đảm nhiệm việc này. Vậy là Huyền Trân được xuất gia với Thiền sư Bảo Phác tại núi Vũ Ninh, lộ Kinh Bắc.
Khi xuất gia tu học dưới sự chỉ dạy của Thiền sư Bảo Phác tại núi Vũ Ninh, công chúa được ban cho pháp danh Hương Tràng, thời gian này công chúa đã nhận Sư cô Hương Nghiêm làm sư muội. Tháng 10 năm Kỷ Dậu (1309), Sư cô Hương Tràng được Thiền sư Bảo Phác phái về tu ở chùa Hổ Sơn, một ngôi chùa mới lập ở huyện Thiên Bản, trấn Sơn Nam. Đi cùng Sư cô Hương Tràng về chùa Hổ Sơn còn có Sư cô Hương Nghiêm và công chúa Thuỵ Bảo, chị ruột công chúa An Tư, con gái vua Trần Thái Tông, theo phả hệ Trần triều thì Huyền Trân phải gọi bằng bà. Ở chùa Hổ Sơn, ngoài những giờ tu tập và làm Phật sự ra, Sư cô Hương Tràng còn mở lớp học đồng ấu dạy trẻ nhà nghèo, và là một lương y có tiếng. Ni sư viên tịch khi mới ngoài 50 tuổi. Tương truyền rằng, Ni sư thường hiển linh phò trợ cứu dân, nên dân chúng lập đền thờ, các triều đại về sau đều có sắc phong bà làm thần. (Phỏng theo các tài liệu lịch sử)