也正是因為又勞累，又興奮，壽禮過後，她患了感冒，加劇了哮喘病。她一向不願意進醫院。於是，醫生被請到了家裡，他建議她儘快住院。她沒有答應，只說了一句：“你們等我決定，聽我的信兒。”姚玉蘭、杜美霞也都勸她。她煩了，說：“你們談點別的好不好？不如看電視吧。”見此，大家也就不好說什麼了。
5月，她的肺部有了積水現象。她還是不聽勸，堅持不住院。25日，她哮喘大發作，竟致昏迷。就這樣，她被強行送進了醫院。雖經全力搶救，她仍昏迷不醒。第二天晚上，她以肺氣腫心臟病併發症，在台北忠孝東路中心診所去世。
在病發前，她或許已經有了預感，囑咐友人將她生前所錄唱片和音帶全部燒毀。這可以理解為她一貫的行事作風——無意讓後人將自己的藝術傳承下去，也可以理解為她不想讓自己的聲音留在人間——她厭惡這個世界。
兩個星期後，在台北的市立殯儀館，杜府為孟小冬舉辦了喪禮。眾多社會名流，如嚴家淦、張岳軍、陳立夫、黃少谷、張大千等贈送了輓聯，給以“藝苑揚芬”、“絕藝貞忱”、“菊壇遺愛”等評價。
梅蘭芳去世後，夫人福芝芳唯一的要求就是“不能火化只能土葬”。為此，周恩來建議將存放在故宮博物院的一口楠木棺材作價4千元賣給福芝芳。這口棺材原本是給孫中山預備的，因為孫中山去世後用的是蘇聯送來的一口水晶棺材，所以它就一直閒置著。於是有人說：“梅先生在世時當領袖（他有‘伶界大王’之稱），去世後睡的是皇帝的棺木（孫中山曾位居大總統）。”