Он отваливался, но потом починили.
А вообще глянул, в ченжлоге к 1.4.0 (http://dosemu.sourceforge.net/stable/announce) пишут:

- Added a native 64-bit port for x86-64, which, by default, uses CPU emulation
  for V86 mode, and runs DPMI code natively.

т.е. на x86-64 он уже и так не выполнял 16-ти битного кода. Полностью эмулирует (благо, скорости для эмуляции 80286 о 12 Mhz с мегабайтом ОЗЦ нынче должно хватать везде)), ну а в 32-х битном DPMI режиме выполняет нативно, как и всегда.

Там во времена доса, конечно, была еще куча других извращенных режимов вроде 16-ти битного кода с 24-х битной адресацией aka 80286 Protected Mode, но я сомневаюсь, что dosemu их и так держал.. А V86 и 32-х битных DPMI-режимов должно хватать практически для всего.