1943年秋的某一天，60岁的汪精卫从楼梯上下来时摔了一跤，疼痛异常，甚至一度陷入昏迷。
经诊断，1935年他遇刺时留在体内的那颗子弹造成的各种创伤和炎症，是主要原因。经日本驻南京医院中将院长亲自操刀，那颗在汪精卫体内留存了近八年的弹头被取出。
一开始，汪精卫的恢复状态良好，他本人也大喜过望。但几天后病情就开始恶化，大小便失禁。
1944年3月，日本派专机接汪精卫，送入名古屋帝国大学医学院特设病房，为他进行第二次削骨手术，但手术效果依旧不理想，汪精卫每夜疼痛难忍，呻吟不止。
1944年6月，天气炎热，由于日本物资匮乏，汪精卫所在的病房冷气也开始无法运转，只能靠开窗吹自然凉风。但汪精卫此时体质已经极差，虽然每天汗流浃背，但依旧经常感冒，并极度贫血，只能依靠两个儿子给他轮流输血。期间还尝试过镭射治疗，但毫无用处。
1944年11月，名古屋寒风凛冽，汪精卫的病房里更是寒冷刺骨。但由于日本本土已遭美国狂轰滥炸，物资奇缺，别提暖气提供，连房间里烧个火炉的煤炭也非常稀缺。
11月9日，帝国医院附近开始遭遇轰炸，汪精卫被临时转移到医院地下防空洞。当时汪精卫高烧41度，脉搏达到每分钟128下，又受到惊吓，引发肺炎并发。
11月10日下午4点20分，一直被搬来搬去躲避轰炸的汪精卫在寒冷中发着高烧，带着惊吓去世，终年61岁。
汪精卫去世后，日本方面出于各方面考虑，为他举行了隆重的葬礼，并派专机运送他的棺材到南京，葬于中山陵旁的梅花岭，以示他终生是孙中山先生的信徒。
考虑到汪精卫的墓可能会被破坏，他的妻子陈璧君将汪精卫的墓设计成了一个巨大半圆形的水泥石墩，里面加入了5吨重的碎钢块。她还在汪精卫的尸衣中放进了一张纸条，上面写着“魂兮归来”，怕他的鬼魂流落异乡，不能回归中国。
1946年1月21日晚，经蒋介石亲自下令，一支工兵部队入驻梅花岭，将汪精卫的坟墓炸开，铲平。
汪精卫的棺木被拖出送往专门的火葬场，尸体被火化后，由鼓风机完全吹散，片灰不留。
