太皇太后平日沒有嚴重疾病。偶有不適，到溫泉療養一段時間，或用藥，很快就能痊癒。自從康熙二十二年五台山之行，太皇太后再也沒外出，可能健康狀況不如從前。二十四年（1685年）八月二十九日凌晨，太皇太后突然中風，「右手伸展不直，語言不清」。這場病比較重。但由於治療及時，病情很快好轉。
康熙二十六年（1687年）十一月二十一日，「太皇太后聖體違和」。病情嚴重，康熙的文字中說過是「疹患驟作」，也說過是「舊症復發」。不論是什麼病，總之一開始就很重，而且「一旬以內，漸覺沉篤，旦夕可慮」，康熙「益加恐懼」，「五內憂灼，莫知所措」。
為了挽救祖母的生命，他想盡了一切辦法，做了所有他所能做的事。宮中御醫是高水平的，可是「御醫診脈，皆雲深可憂慮」。他又查閱醫藥文獻，親自調藥，遍問方醫，均回天無術。
康熙試圖用好生之德，求得上天對祖母的眷顧和默佑，特於十一月二十七日，諭刑部：所有內外問刑衙門，除十惡死罪及貪官、光棍不赦外，其餘已經奉旨監候死罪重犯，概行減等發落。
兩天過去，太皇太后的病勢非但不見好轉，而且危象漸增。康熙在無計可施的情況下，搜索出多年前的一份記憶。那年大旱，他在宮中設壇祈禱蒼天賜雨，長跪三晝夜，第四天，又步行到天壇虔誠禱告，「油雲忽做，大雨如注」。於是心中升起一線希望，以為「精誠」可以感動上天，為了給祖母祈求永年，決定再親臨天壇致祭。
十二月初一日，早六時左右，康熙率諸王、貝勒、貝子、公等及文武官員，自乾清宮步行到天壇致祭，恭祈太皇太后轉危為安。行禮過後，太常寺官員宣讀康熙親筆祝文。其詞意懇切，感人肺腑，呼籲皇天，「伏懇憫念篤誠」，保佑祖母太皇太后病體痊癒，健康長壽；他情願自己減壽，增加祖母的壽命。
康熙聽讀祝文，「涕淚交頤」。陪祀諸王、貝勒、貝子、公等及文武官員，無不感動涕泣。祭畢，康熙立即回慈寧宮侍候祖母。皇孫的虔誠，使祖母受到莫大安慰，由於心裡高興，「飲膳少加」。御醫診視，也說「脈息較前頓覺平和」。然而，精神作用引起的病情緩解，畢竟是暫時的，僅過一兩天，又出現反覆，這一次，康熙對蒼天大失所望。他最「抱痛於心」的是，用自己的壽命換取祖母的延年都未能如願，從此知道「天道幽遠，難可期必」，再也不躬親祈禱。這件事深深刻在他的心中，乃至30年後，重新提起，仍「流涕嗚咽，不能自止」。
這位獨斷乾綱，敢於挑戰惡勢力，不曾被任何困難壓倒的皇帝，面對要奪走祖母生命的病魔，毫無辦法，呼天天不應，叫地地不靈，終日以淚洗面。他能做的，只有在病榻前盡孝，陪伴生命垂危的祖母心滿意足地走完她人生的最后里程。
康熙最初幾天還能抽空到乾清門聽政，從二十九日起，已因祖母病情進一步加重，不便離開。
太皇太后是顆福星，她一臥病，孫男弟女全圍上來照顧，二女兒阿圖、兒媳皇太后、孫兒裕親王福全、皇后佟佳氏等，不離左右。康熙從太皇太后違和第二天起，就夜以繼日在祖母床邊護理，檢方調藥，侍奉飲食，35晝夜衣不解帶，食不甘味。祖母寧靜休息時，他「隔幔靜候，席地危坐」，一聽到太皇太后的聲息，立即到榻前，「凡有所需，手奉以進」。僅糜粥之類就備有30餘種。只要太皇太后說想用什麼、吃什麼，竟「一呼即至」。原來，康熙想得十分周全，應有盡有。太皇太后備受感動，用手撫著皇孫的背，垂淚讚嘆說：因為我的病，你「日夜焦勞，竭盡心思」，所有服用和飲食之類，無所不備。我實際不想吃什麼，說想要什麼，只不過藉以支吾搪塞，「安慰汝（你）心」。誰知你都事先令人準備好，放在那兒。「如此竭誠體貼、肫肫（誠懇的樣子）懇至，孝之至也。」唯願天下後世，人人效法你，像你一樣大孝。
同年十二月二十五日，半夜十二時左右，太皇太后病逝於慈寧宮，享年75歲。這位老人臨終時留下遺誥，簡要回顧了一生經歷，不居功，無遺憾；對晚年生活甚為滿意；對國家大事有所囑託。原文主要部分如下：
予以薄德，幼承太祖高皇帝（努爾哈赤）登聘，獲奉太宗文皇帝（皇太極），贊助內政，越既有年。不幸龍馭上賓，痛不欲生，誓以身殉。諸王大臣，以世祖皇帝方在沖齡，繼承大統，保護靡托，合辭堅情，勉留此身。撫育教訓，未嘗少懈。十有九年，重遭不造，世祖皇帝崩逝。悲悼予懷，益無意人世，告天吁眾，冀申初志。諸王大臣，復以今皇帝沖齡踐祚，正須鞠育，懇請再四。予顧此藐孤，難忍捐棄，勉抑哀衷，相依歲月。
今皇帝至孝性成，誠切肫懇。視膳問安，朝夕罔間。備物盡志，無所不周。屢薦徽稱，尊崇斯極。終始惟一，幾三十年。予因茲敬養，遂使兩世哀感之懷，大為寬釋。且皇太后奉事勤恪，予心甚安。但念世際昇平，皇帝純孝，亘古所無，予正可誕膺福祉。奈年齒逾邁，時用自傷。頃當寢疾，皇帝躬省藥餌，寢食捐廢，步禱郊壇，竭誠呼籲。乃數盡難挽，遽至彌留。予壽七十有五，得復奉太宗文皇帝左右，愜予夙心，夫亦何憾。
今皇帝勵精圖治，愛育蒼生，海宇乂安，兆姓樂業，天下臣民頌太平之庥者，功歸啟佑，予歿有榮施焉。惟是皇帝大孝性成，超越今古，恐過於悲痛。宜勉自節哀，以萬幾為重。中外文武群臣，恪恭奉職，勿負委任，以共承無疆之福。
其喪制，悉遵典禮，成服後三日，皇帝即行聽政。其持服，依世祖皇帝遺詔，以日易月，二十七日而除。
太皇太后回顧充滿苦辣酸甜的一生，口氣平靜，無怨無悔。雖先後遭夫死子喪的不幸，兩次痛不欲生，但為了撫育幼年皇帝——順治、康熙，她接受勸阻，「勉留此身」。康熙帝的至孝，撫平了她內心的創傷，寬釋了她兩世哀感之懷。國家進入昇平歲月，皇帝純孝，她正可盡享清福，無奈年邁數盡；到太宗皇帝身邊去，是久懷的夙願，沒有遺憾。她知道皇帝「至孝性成」，恐過於悲哀，囑咐康熙帝以國事為重，宜勉自節哀；文武群臣恪盡職守，勿負委任。
康熙並非不懂生老病死的道理，但感情上接受不了痛失祖母的打擊，他悲痛欲絕，呼天搶地，哭無停聲，飲食不入口，以致昏迷。從此，直到康熙老年，每當想起祖母，「念教育厚恩」，仍感「哀痛實難自禁」而痛哭流涕。