1936年6月7日傍晚，章太炎遵医嘱，在夫人汤国梨的搀扶下，外出散步，不料昏倒。在医生的抢救下，章太炎虽脱离了危险，从此却卧床不起。六天后的13日，章太炎突发高烧达40度。次日凌晨，从口中吐出鼻菌烂肉两块，病情再次恶化。

汤国梨、李根源、美国医生苏迈尔等人不离左右，章氏国学讲习会的学员们手捧点燃的香，跪在章卧室门外的空地上，为老师祈福。学员们的低声啜泣响成一片。7点45分，章太炎病逝，汤国梨哭的撕心裂肺，伤心欲绝。门外，学员们号啕大哭，悲声震天。

据冯自由记载，章太炎弥留之际，相传在旁亲友多目击有祥光一团自章太炎的头顶上向窗间飞出。

章太炎的遗言为：“设有异族入主中夏，世世子孙毋食其官禄。”

章太炎病逝后，《早报》报道此消息时称，“全国朝野表示惊悼”。国民政府拨专款三千元作为章太炎的治丧费，他的生前友好纷至吊唁。在张继、居正、冯玉祥等人的努力下，南京国民政府决定为章举行国葬。

国葬令全文如下：宿儒章炳麟，性行耿介，学问淹通。早岁以文字提倡民族革命，身遭幽系，义无屈挠。嗣后抗拒帝制，奔走拥法，备尝艰险，弥著坚贞。居恒研精经术，抉奥钩玄，究其诣极，有逾往哲，所至以讲学为重。兹闻溘逝，轸惜实深，应即依照国葬法，特予国葬。生平事迹存备付史馆，用示国家崇礼耆宿之至意。此令。

章太炎去世后，按照余杭的风俗，要在棺材内用绸覆盖，并将绸子打成结，叫做结爻。夫人汤国梨用红、黄、蓝、白、黑五色丝绸，按五色旗的顺序排列在棺内，为章太炎结爻。当时众人皆认为不妥，怕触怒当局，因为国民政府已经下国葬令，应用当时的青天白日旗。汤国梨说：“五色旗孙中山先生也赞成过，为什么不可用。太炎先生为辛亥革命胜利，为五色旗的诞生，出过力，坐过牢，而没有为国民党旗效过什么劳，因而用五色绸为他结爻，最为恰当。你们怕，责任由我来负。”

在北京，章门弟子马裕藻、许寿裳、朱希祖、钱玄同、吴承仕、周作人、刘文典、沈兼士、马宗芗、黄子通等人为老师举行了追悼会。他们发《通启》道：“先师章太炎发生不幸于本年六月十四日卒于江苏吴县，先生为革命元勋，国学泰斗，一旦辞世，薄海同悲。”

在上海，病重的弟子鲁迅先后写成《关于太炎先生二三事》、《因太炎先生而想起的二三事》纪念先师，后一文成后仅两天，鲁迅逝世。

章太炎的墓地选在抗清民族英雄张苍水墓侧，是章自己生前所选。章太炎被袁世凯软禁时曾选择葬在刘伯温墓侧。但1936年，当国难深重时，章太炎选择了死后葬于张苍水墓侧。章太炎生前曾替《张苍水集》作跋，对张苍水推崇备至，曾叹曰：“余不得遭公，为执牧圉。”

但因抗战爆发，国葬只好暂且搁置，章的家人南下逃难前，暂葬其于苏州章家后花园。

1937年11月，苏州沦陷，日军闯入章家后花园，看见章太炎的坟墓，没有墓碑，以为墓内埋财宝，一定要挖开看个究竟。章家留下守门的老家人苦苦劝止，但遭毒打。日本一位军佐得知此为章太炎墓后，制止了日军。这位军佐几日后还特来拜祭，并在墓旁立了一个木柱，上书“章太炎之墓”。从此，才没有日军前来骚扰。

1955年4月3日，在周恩来总理的关怀下，浙江省人民政府正式为章太炎举行了安葬仪式。按照章太炎生前遗愿，他的灵柩迁葬于杭州西湖边上，南屏山麓，荔枝峰下，紧邻张苍水墓，墓碑上“章太炎之墓”几个字是章生前自己写就。

“文革”中，章太炎的墓也未幸免，“造反派”们将章墓掘开，取出棺椁，撬开棺盖，将章的遗体（尚属完好）拖出弃之于地，不久尸体就腐臭了。后来，章的遗骸被一位好心的园林工人草草埋于山脚下。

1976年后，中共中央为章太炎平反，认为章是中国近代史上杰出的爱国主义者。之后，为章太炎重修墓地，在墓茔落成前三天将刚找到的章太炎遗骨放入甏内，封口后葬入墓地新址。