洪鈞在百忙之余，不忘學術(shù)，尤對史學情有獨鐘。在任使臣期間，在譯員幫助下，充分利用國外著述和相關(guān)資料，在元史研究方面取得了令人稱道的成就。他爬梳史料，補證史實，考訂典籍，為元史研究開辟了一條嶄新途徑。經(jīng)數(shù)年努力，撰就《元史譯文證補》三十卷。此書奠定了他在中國史學史上的地位。在國外期間，他還創(chuàng)造性地改革中國電報字碼，使之與國外大致統(tǒng)一，不僅便于彼此間的交往，而且為朝廷節(jié)省了巨額通訊費用。

光緒十六年（1890年）回國后，洪鈞晉升兵部左侍郎，在總理各國事務衙門行走。光緒十八年（1892年），發(fā)生帕米爾中俄爭界案，洪鈞遭到官員們的聯(lián)名彈劾。先是，洪鈞在國外曾以重金購買了一張俄制中俄邊界地圖，經(jīng)?？笨逃『蠼唤o朝廷。此圖將帕米爾地區(qū)許多卡哨畫出中國國界，但由于洪鈞和朝臣皆不諳外文，竟一直未能察覺。而此圖被別有用心的沙俄公使收集起來，作為兩國邊境爭端的“證據(jù)”。此事固屬俄人無賴，后經(jīng)各國洋務大臣的極力排解，總算弄清事實。然而洪鈞卻難逃其咎，精神遭受沉重打擊。在悔恨交加中抑郁成疾，于光緒十九年（1893年）八月二十三日病逝于北京，年僅五十四歲。

洪鈞逝世后，光緒皇帝深為痛惜，詔云：“兵部侍郎洪鈞，才猷練達，學問優(yōu)長。由進士授職修撰，疊掌文衡，擢升內(nèi)閣學士，派充出使大臣。辦理一切，悉臻妥協(xié)，簡授兵部侍郎。差滿回京，命在總理各國事務衙門行走，均能盡心職守。……茲聞溘逝，軫惜殊深。加恩著照侍郎例賜恤。任內(nèi)一切處分，悉予開復。”

洪鈞狀元另一值得一書之處，是其與名妓賽金花的奇特姻緣。賽金花原名趙靈飛，生于安徽黟縣，出生年月不詳。十二歲時，隨父親居蘇州。因家道衰敗，身落娼門，化名傅彩云，淪為“清倌人”即賣藝不賣身之藝妓。因天生麗質(zhì)，楚楚動人，成為一時花中魁首。光緒十年（1884年），四十五歲的洪鈞因母喪而回蘇州守孝，邂逅豆蔻年華的傅彩云，二人一見鐘情，從此與這位姑蘇才女結(jié)下不解之緣，并將其收為三姨太，改名趙夢鸞。不久，洪狀元被任命為駐外使臣，需偕夫人同行。而洪鈞正妻懼怕出洋，更怕洋人擁抱接吻之禮儀，故不能與之同復王命，這無疑為趙夢鸞提供了發(fā)展的機緣。趙夢鸞以公使夫人身份陪同洪鈞前往歐洲四國，從此風光無限，光彩照人。民間廣為流傳著“男狀元迎娶女狀元”之風月故事，為世人演繹出一段愛情絕唱。