叶剑英由于病情反反复复，在军事科学院的二号院寓所内卧床了两年半。党中央对他疾病的治疗极为关注。中共中央、人大、政协、国务院、军委和三总部的领导同志经常打电话问候或到病房看望他，并听取医疗组汇报，给专家、教授、医疗人员提出希望和要求。党内外、军内外特别是军事科学院的许多老同志，也经常到病房看望叶剑英。叶剑英的子女叶选平、叶楚梅、叶选宁、叶向真、叶文珊、叶选廉，弟弟叶道英，以及在京的侄儿叶选钧、叶选基等对他的病情更是十分关注和焦虑。他们在各自的岗位上，虽然工作都很忙碌，但仍经常抽时间到病房探望和守护。老人家病情加重的时候，他们昼夜不离身边。他们十分感激专家和医护人员，并大力支持他们的工作，医疗组的同志们对此也很受感动。专家、教授和全体医护人员以高度的责任感和革命的人道主义精神，对叶剑英的疾病进行精心观察，精心治疗，精心护理，千方百计延长他的生命。
从1986年10月13日开始，叶剑英的病情出现明显恶化的迹象。他处于昏迷状态，体温升到39摄氏度多，呼吸变得急促，心律、血压均不正常。专家、教授和医护人员采取各种措施进行抢救，收效甚微。中共中央领导同志得悉这一情况，立刻赶到病房探望。10月21日夜，叶剑英的病情进一步恶化。中共中央、中央军委、解放军三总部和部队驻京各大单位的领导人杨尚昆、王震、余秋里、杨得志、王兆国等，闻讯连夜赶到病房看望。这时，专家、教授和医护人员正在全力进行紧张的抢救。各种监护仪器随时显示出病人生理数据指标的变化。杨尚昆等领导人怀着沉重的心情，走到病床前探视了处于弥留之际的叶剑英，要求专家、教授和医护人员尽最大的努力继续抢救。还有军事科学院的领导和一些老同志。以及叶剑英的子女、亲属、身边工作人员和传记组的同志，则分批从大厅来到病房外的走廊里，隔着玻璃窗默默地探望。大家多么希望能出现奇迹，使老帅的病情再次好转啊！
时间一分一秒地过去。10月22日凌晨。病房和大厅里笼罩着一种凝重不安的气氛。1时16分，监视叶剑英病情的心电图机显示器上的波峰突然消失。一颗伟大的心脏停止了跳动。
22日下午，中共中央总书记胡耀邦在中央召开的纪念长征胜利50周年大会上，首先宣布了叶剑英逝世的噩耗。与会人员全体起立，为这位长征著名领导人的去世默哀。当晚，中共中央、人大常委会、国务院、中央军委发出讣告。讣告对叶剑英光辉战斗一生的丰功伟绩和崇高品质作了高度评价，称誉他是久经考验的共产主义忠诚战士，伟大的无产阶级革命家、政治家、军事家、中国人民解放军的缔造者之一，长期担任党和国家重要领导职务的卓越领导人。
噩耗传出，举国悲痛。全党、全军、全国各族人民以极其沉痛的心情，悼念他们衷心爱戴和景仰的这位领袖。一封封唁电、唁函，从梅县、广州，从瑞金、延安，从全国各地的党政军机关发向北京。梅县、广州、北京和全国许多地区的群众，组织了各种形式的悼念活动，有的设灵堂吊唁，有的举行座谈会，缅怀叶剑英的丰功伟绩。香港、澳门的爱国人士霍英东、曾宪梓等和各界同胞，举行隆重的悼念仪式，沉痛地向叶剑英致哀。叶剑英生前好友，全国人大常委、澳门爱国人士马万祺以十分沉痛的心情，作《敬悼叶帅》哀诗一首，敬献于叶剑英灵前。诗曰：“惊闻叶帅驾归天，痛失元勋意黯然。赤胆忠心酬党国，鞠躬尽瘁效先贤。安邦定国传千载，厚德真诚载万年。有幸亲情垂四代，长江浪盼后推前。”
叶剑英的逝世，在国际上引起了巨大反响。10月22日，世界各大通讯社都迅速发出了叶剑英逝世的消息。接着，国外一些著名的通讯社和报刊，纷纷发表文章，评述叶剑英的业绩和他在中国革命进程中所起的重大作用。美联社记者写的评论说，叶“是共产党革命的一位大战略家”。路透社在评论中说：“叶在中国现代史上起过关键性作用”，“在毛泽东主席1976年逝世之后，叶在推翻江青及其三个极左同伙的过程中起了领导作用。”路透社在另一篇评论中，称叶是“中国革命的一位巨人，这个国家现代历史的一位昂然屹立的人物”。合众国际社的评论称叶剑英是“具有传奇色彩的长征领导人”。日本《东京新闻》称叶“谦虚谨慎、公私兮明的态度受到党内外的高度评价”。《每日新闻》说，叶“在中国现代史中最活跃的经历是十年前毛泽东主席逝世后的混乱时期，他将江青等‘四人帮’一网打尽，改变了毛以后的历史潮流”。
许多国家的领导人，向中共中央、中国人大常委会、中国政府发来唁电、唁函，沉痛悼念叶剑英逝世。朝鲜劳动党中央委员会总书记、朝鲜民主主义人民共和国主席金日成在唁电中说：“叶剑英同志是中国老一辈共产主义战士、无产阶级革命家和中国人民解放军缔造者之一。他为争取中国人民革命的胜利，实现中华人民共和国的繁荣昌盛，加强国防力量，作出了很大贡献，并为加强和发展朝中友谊做了许多工作。”民主柬埔寨主席诺罗敦‘西哈努克亲王，联合政府总理宋双和负责外交事务的副主席乔森潘在唁电中说，叶剑英“为中华人民共和国的独立和强盛作出了卓越的、崇高的历史性贡献”，“他的逝世，使柬埔寨人民、民主柬埔寨联合政府以及我本人失去了一位最忠诚、最令人敬仰的朋友。我们永远缅怀他对我们争取民族独立和生存的正义斗争坚定地作出的崇高的宝贵的贡献。”美国总统里根在唁电中说：“叶元帅在美中关系中曾长期发挥重要作用。第二次世界大战期间，在重庆的时候，他已为许多美国人所知晓。此后，在70年代初我们两国重建联系时，他又与周恩来总理一起密切工作。”苏维埃社会主义共和国联盟最高苏维埃主席团在唁函中说：“叶剑英为人民革命的胜利和社会主义新中国的建立作出了重大贡献。苏联深知他主张加强苏中两国人民之间的友谊和合作。”英国、日本、荷兰、斯里兰卡、菲律宾、德意志联邦共和国、卢森堡、缅甸、印度等困的国家元首、政府首脑，也都向中国领导人发来了唁电、唁函。11月4日，中共中央、人大常委会、国务院、中央军委办公厅联合发表公告，对一些国家的政府部门、党派、友好团体、各界友好人士、驻华使节，和旅居国外的台湾同胞、爱国华侨以及港澳同胞等发来哀悼叶剑英的唁电、唁函，表示深切的谢意。
国内各大报刊，发表了大量党和国家领导人及各族人民群众悼念叶剑英的诗文。张爱萍在一首《长相思》中写道：“贵一生，赞一生，力挽狂澜天地惊。中华得振兴。赤子心，孺子心，治党治国励治军。人民十亿亲。”赛福鼎·艾则孜在《刚毅的山鹰》中写道：“东方碧落，又一只刚毅的雄鹰，垂下了翅膀。……在疾飞的鹰群中，他那奋翮冲天的雄姿，永远激励我们，他将与山河同存。”这些诗文高度赞颂了叶剑英光辉：的一生，表示要继承他的遗志，为社会主义与共产主义的胜利而矢志不渝地奋斗。
10月29日，首都天安门、新华门、外交部，各省、自治区、直辖市人民政府，中国边境口岸和对外海、空港口，中国人民解放军各总部、各军兵种、各大军区，中国驻外使馆、领事馆，都下半旗向叶剑英致哀。同一天，叶剑英追悼会在人民大会堂隆重举行。党和国家领导人同首都各界人士5000余人，怀着无比沉痛的心情，参加了他的追悼大会，并向他的遗体告别。中共中央政治局常委、中央顾问委员会主任、中央军委主席邓小平主持追悼会。中共中央政治局常委、总书记胡耀邦致悼词。悼词中说：
“今天我们怀着极其沉痛的心情，深切悼念久经考验的共产主义忠诚战士，伟大的无产阶级革命家、政治家，军事家、中国人民解放军的缔造者之一，长期担任党和国家重要领导职务的卓越的领导人叶剑英同志。半个多世纪以来，叶剑英同志把毕生精力奉献给了中国人民的解放事业和社会主义建设事业。他是中华人民共和国德高望重的开国元勋之一，是我们党、国家和军队的一位杰出领袖，在中国革命和建设漫长的充满艰难险阻的道路上建立了卓越功勋，因而赢得了全党、全军和全国各族人民的衷心爱戴和尊敬。他的逝世是我们党、国家和军队的巨大损失。”
悼词接着回顾了叶剑英一生为中国人民的解放事业和社会主义建设事业建立的丰功伟绩，特别是在革命转折关头所作出的重大贡献，赞扬了他的崇高品德和优良作风：
“叶剑英同志一生经历了旧民主主义革命、新民主主义革命、社会主义革命和建设三个历史阶段。他追求真理，服从真理，坚持真理，随着历史的潮流不断前进。在对敌斗争、党内斗争和各种严峻考验面前，他置个人得失于度外，始终不渝地坚持党的原则，维护党和人民的利益。他有胆有识，深谋远虑，缜密周到，实事求是。在重大的历史转折关头敢于挺身而出，毫不犹豫地作出正确的决断，显示了他的坚强的党性、非凡的机智、伟大的革命气魄和高超的斗争艺术。他具有无产阶级政治家的风范，顾全大局，团结同志，豁达大夏，宽厚待人。他谦虚谨慎，有很好的民主作风和自我批评精神。他好学深思，锲而不舍，具有广博的知识和才能。他又是一位诗人。他重视现代科学，尊重知识，尊重知识分子。叶剑英同志的崇高品德和优良作风，是我们应当永远学习的。”
追悼会后，叶剑英的遗体由中央领导人和家属护送到八宝山火化。10月31日，叶剑英的灵骨由专机从北京移送广州，暂时停放在广州农民运动讲习所旧址。海内外各界人士和人民群众10多万人前往吊唁，沉痛悼念德高望重的叶剑英元帅。
1987年10月22日，在叶剑英逝世一周年之际，中共中央在广州红花岗烈士陵园举行了叶剑英半身石雕像落成和灵骨安放仪式，党和国家领导人赵紫阳、杨尚昆，王震和广东省、广州军区党政军负责人，以及各界人民群众1000多人，参加了安放仪式。
烈士陵园，绿草如茵，红花似锦，庄严肃穆。为党为人民奋斗了60余年的叶剑英，“叶落归根”，又回到了当年在他和张太雷等同志领导下参加广州起义而英勇牺牲了的战友们身边，同他们静静地长眠在一起。
叶剑英，这颗人民共和国的帅星，将永远在祖国大地和各族人民的心中闪耀。