Arany János irodalmi munkáját az is megnehezítette, hogy megrendült az egészsége: 1868-ban veszélyes máj- és bélgyulladást állapítottak meg nála, emiatt évenként a karlsbadi fürdőt kellett látogatnia. 1870-ben megoperálták, és több epekövét is eltávolították.
Hallása is nehezedni és szeme gyöngülni kezdett. Mindezek mellett azonban óvatos életrendet követve roncsolt szervezetében helyreállt az egyensúly, úgy hogy hivatalos foglalkozását teljesíthette és olykor-olykor dolgozhatott is. Régi betegsége 1878 áprilisban lépett fel először súlyosabb alakban, s habár koronként enyhült, de a fulladozó nehéz lélegzet gyakran kínozta.
Régi betegsége, a heveny hörgőgyulladás, 1878 áprilisában újra kitört rajta, de a szokottnál súlyosabban.
1882. október 10-én egy kis sétát tett a szabadban, s a hűvös és szeles időben zsebóráját óhajtván megtekinteni, kigombolta felső kabátját, a szél átjárta testét s megkapta a friss náthát. Egy pár nap múlva a nátha lehúzódott a tüdőre, lázas jelenségek léptek föl s a nehéz fulladozó légzések fokozottabb mértékben jelentkeztek.
Végül a Petőfi-szobor 1882. október 15-i avatásán megfázott és tüdőgyulladást kapott. Ettől kezdve állapota fokozatosan romlott, és néhány nappal később, 1882. október 22-én déli 12 órakor elhunyt Budapesten, a Magyar Tudományos Akadémia palotájában, élete 66., házasságának 42. évében.
Az utolsó nap
Október 21-én az éjt nyugtalanul töltötte, nagy gyöngeség és kimerülés jelei mutatkoztak nála; 22-én reggel a szív működése nagyon gyönge volt s az érverés alig érezhető. Egy csésze kávé elfogyasztása után a beteg fölkelt s átment a másik szobába. Innen fia segítségével, botra támaszkodva, még önerején tért vissza kiszellőztetett szobájába, de alig ért a szobába s ült le az ágy közelében levő székre, feje egyszerre lehanyatlott, eszméletét elvesztette, s egy mély sóhajtással megszűnt élni.
Temetésére 24-én, délután 3 órakor került sor a Kerepesi temetőben, a református egyház szertartása szerint. Végső nyughelyére az akadémia tagjai testületileg kísérték. Ravatalánál régi jó barátjai, Gyulai Pál és Szász Károly, továbbá egykori főnöke, Török Pál református püspök tartottak gyászbeszédet.
„Nem hal meg az, ki milliókra költi Dús élte kincsét, ámbár napja múl” – az ő e saját szavai töltötték be egész lelkünket, ravatala fölött s temetése gyászos s mégis oly lélekemelő ünnepélyén. Nem! a nemzetek nem hálátlanok; fölismerik igazi nagyjaikat, igazi jóltevőiket, s tiszteletben, szeretetben és kegyeletes megemlékezésben fizetik vissza azoknak, a kik dús éltök kincsét rajok költötték.
E szavakkal búcsúzott az elhunyt Arany Jánostól Szász Károly.
Később a Margit-szigetről áttelepített tölgyeket ültettek a sírja fölé.
Síremléke, Stróbl Alajos szobrászművész és Kallina Mór építész alkotása.
