5 декабря 1761 года, на двадцатый день Рождественского поста, Елизавета Петровна – в который уже раз! – почувствовала головокружение и тошноту. 

Весь этот год она лежала в постели, почти никого, кроме врачей, не подпуская к себе. Ее мучила все усиливавшаяся астма, а кроме того, время от времени накатывала на больную эпилепсия, которой страдал и отец ее – Петр Великий. Первый припадок эпилепсии, которую в России называли «падучей», случился с ней три года назад, когда была она в Царском Селе, и с тех пор «падучая» стала ее частой гостьей. 12 декабря Елизавете Петровне стало совсем плохо. Приступы жестокого, сотрясающего все тело кашля, сильная, частая рвота с кровью свидетельствовали о том, что дни ее сочтены. Когда боли отпускали Елизавету, она подписывала указы, которые могли хоть частично помочь ее прощению перед престолом Всевышнего.

 Глубоко верующая умирающая понимала, что «мучения телесные, кои переносила она с христианским смирением, слишком легки по сравнению с ее грехами», и пыталась последними распоряжениями вымостить себе дорогу в Царствие Небесное. 16 декабря она велела простить виновных в корчемной продаже соли и сильно облегчила соляной налог. 23 декабря, почувствовав себя при смерти, она исповедалась, причастилась и соборовалась. 

На следующий день над ней прочитали отходную молитву, а 25 декабря, в день Рождества, Елизавета Петровна умерла. Петр Федорович и Екатерина Алексеевна последние дни почти целиком проводили у постели умирающей. Как только Елизавета Петровна скончалась, из ее спальни в приемную, где собрались высшие чины империи, вышел старший сенатор – князь и фельдмаршал Никита Юрьевич Трубецкой – и объявил, что ныне «государствует его величество император Петр III». 

Новый император тут же отправился в свои апартаменты, а у тела усопшей осталась Екатерина Алексеевна, которой Петр III поручил озаботиться устройством предстоящих похорон.