光绪本已逐渐好转的病情突然恶化，在床上乱滚，大叫肚子疼。没过几天，光绪便死了，在他死去二十二个小时之后，慈禧张着嘴盍然而逝于中南海仪鸾殿内，终年 74 岁。
慈禧囚禁光绪之后，本想重新立个皇帝——她的侄孙，隆裕的堂姐生的儿子爱新觉罗溥俊（端郡王爱新觉罗•载漪）次子。1900 年 1 月 24 日召集王公大臣会议，立溥儁为「大阿哥（皇储）」，预定庚子年元旦光绪帝举行让位礼，改元「保庆」，但是在各国势力的一致反对下作罢。
1901 年 11 月 28 日，慈禧带着光绪帝回到了阔别将近一年半的北京。不敢公然废掉光绪的慈禧太后，继续不死不活囚禁着他，地点依然是中南海瀛台。之所以选这个地方，那是因为这实在是个关犯人的好地方。南海瀛台，与水云榭岛、琼华岛分处太液池三海之中，象征东海三仙岛蓬莱、瀛洲、方丈。瀛台四面环水，只在北端架一板桥，通至岸上，板桥中间有一段是活动的，光绪被囚此之后，慈禧太后便命令人把桥板撤掉了，以免光绪帝走出瀛台岛。岛上慈禧派了二十多个心腹太监日夜严密监视光绪。太监每天送饭时架起桥板，走到瀛台来，用饭完毕，就抽掉桥板。光绪曾写下「欲飞无羽翼，欲渡无舟楫」等诗句。冬天三海结冰，据说有一次光绪踏冰离开瀛台，守卫的人发现后，立即报告了慈禧，慈禧令总管太监李连英率人凿冰，防止光绪再度逃跑。
因为光绪依然是名义上的皇帝，所以还需要参加不少政治活动。比如到各庙宇拈香行礼，答谢祖宗神灵的保佑；比如接见外国公使，为慈禧当初攻打使馆的行为致歉；比如上朝。每天清晨，慈禧派人来瀛台接光绪帝前往紫禁城，让光绪陪她召见大臣，然后再把光绪送回去。当然了，在召见的过程中，光绪基本是个摆设。他不仅没有任何话语权，还要千方百计迎合讨好慈禧，获得生存。据说光绪「容颜憔悴，若有重忧，从来未见片刻开朗或偶一强作欢笑；谨言慎行，唯恐大祸随时及身」。
《德宗遗事》载，八国联军侵华中，正阳门毁于炮火，回銮不久，慈禧跟大臣们研究修复事宜，光绪曾建议「留此残败之迹，为我上下儆惕之资」，被慈禧拒绝。他在瀛台的卧室里挂着一件破破烂烂的小褂，太监要拿去清洗，光绪阻止说：「此乃自陕至京，数月不换之小褂，与我患难相依，故留为纪念。」
为了打发被囚禁的无聊时光，光绪向掌管宫廷演出活动的升平署要去了锣鼓，在瀛台敲打，以此发泄心中的郁闷。只是这点小小的爱好，慈禧也不成全：「以后皇上如若要响器家伙等，先请旨后传」，「万岁爷那不准言语」。
慈禧喜欢看戏，每次开演的时候先让光绪身穿戏装上台，像演员那样出场环步一周，这是模仿「二十四孝」中老莱子「戏彩娱亲」的故事，向慈禧表达孝心。光绪拉不愿上场，在台下嘟囔说：「这是何等时光，还唱得什么戏？」小太监在一旁质问：「你说什么！」光绪急忙解释：「我胡说，你千万莫声张了。」
光绪帝逆来顺受，麻木不仁地过着寂寞清苦的生活。近十年中，逢年过节，瀛台鬼冷冰清，光绪自己动手打扫房间，手拿竹竿挑落大殿里的蜘蛛网，然后提笔写几副春联，领着太监贴在门上。自我欣赏一番之后，就傻呆呆地看着落霞满天，听着民间市井的爆竹声，一言不发。
据给光绪看病的周景涛回忆，皇帝的书房十分简陋，椅子上的坐垫已经磨破了也不换新的，跟他见过的江苏巡抚端方的书房相比，简直有天上地下之别。一次前往天坛祭天，光绪穿着不合脚的破鞋，走起路来「扭扭捏捏」，跟不上侍卫的步伐，为此不得不请求侍卫放慢脚步。
当时，慈禧年已七旬，一批老朋友逐渐离他而去。光绪大婚后不到一年 年 1 月 1 日，光绪的生父醇亲王奕譞去世，他是慈禧和光绪两个人坚定的拥护者。1898 年 5 月 29 日，维新变法前夕，恭亲王奕去世。临终上遗折指出：「伏愿我皇上敬天法祖，保泰持盈，首重尊养慈闱，以隆圣治。」大概，光绪与慈禧的矛盾成为他深深的挂怀。
1901 年 11 月 7 日，李鸿章去世。1903 年 4 月 11 日，荣禄去世。别人去世也就算了，她的「宠臣」荣禄去世之后，慈禧痛哭流涕，并把弟弟桂祥骂得狗血喷头，因为荣禄临终之际一直由桂祥推荐的医生负责抢救，慈禧认为医生不称职，迁怒桂祥。荣禄死后，慈禧伤感了很久，也苍老了很多。
随着这些忠实能干的「后党」成员相继离开，一批年轻的力量登上了历史舞台。首先是继承醇亲王王位的光绪兄弟载沣，继承恭亲王王位的溥伟。另外还有肃亲王善耆，他的「肃亲王」属于清朝十二家铁帽子王之一。他是清太宗皇太极长子肃武亲王豪格十世孙，女间谍川岛芳子生父。所谓「十室之邑，必有忠信」，这位猛人有一个惊天大计：一旦慈禧寿终正寝，立即拥戴光绪帝复辟，重掌大权。为此，他借举行新政的机会，成立了一支消防队，练习爬墙上房，而且按军队的模式，每天按时出操，装备新式洋枪。善耆跟亲信说万一有事，立即以救火为名前往瀛台，救出皇帝。当然，有人提醒他，等到老佛爷咽气再动手恐怕已经晚了。善耆既不敢轻举妄动，又不肯善罢甘休。
这些年轻的爱新觉罗子孙，身体上流淌着祖宗倔强、好强的血液，又因为与光绪年龄相近，他们与光绪帝的关系很亲近。慈禧对此也有警觉。一次，光绪帝的同父异母弟弟载涛派太监进宫，给太后送些食品，同时嘱咐太监顺路去看看皇上。慈禧得知此事，较为紧张，她怕光绪捎出什么话，所以，立即派人前往载涛的府中捉拿那位进宫的太监。内务府官员上门拿人，不料载涛表示没有皇帝的旨意，不能到他府中拿人，还破口大骂，说了不少威胁恐吓的话，甚至要动手跟内务府的人拼命。最后载涛被侍卫死死拦住，太监也被拿交内务府慎刑司拷问。由于不承认替光绪捎出什么话去，太监竟被活活打死。此时的载涛还不到二十岁，是个孩子，慈禧不担心他有什么出格的打算，但载涛之所以敢气势汹汹，无疑是自认为有皇帝做靠山，这让慈禧感到忧心。
光绪三十年(1904)，慈禧的七十大寿又要到了，她本打算热热闹闹地庆祝一番，弥补六十大寿的缺憾。谁想到在东北发生了日俄战争，这也真是咄咄怪事，从四十岁开始，慈禧每逢十岁，必有国难，以致被革命党讥讽为「万寿疆无」。
俄国在义和团运动期间，派军队侵入东北，《辛丑条约》签订后依然拒不撤军，想就此霸占。这侵害了美国的「门户开放」政策，于是，在美国的支持下，日本赤膊上阵，向中国东北的俄军打响了第一枪。最令中国人痛心疾首的是这场战争发生在东北，目标也是争夺东北，但清政府却宣布「局外中立」。
到 1908 年农历十月初十（公历 11 月 3 日），又是慈禧的生日。可是这时，她的身体已经每况愈下，74 岁的她，亲身感受到什么叫风烛残年。此时，慈禧已痢疾拉肚一两个月，这对一个古稀之年的人来说是个很不好的现象，可以用日薄西山，气息奄奄来形容。
《清光绪外传》载：十月初十是慈禧太后的生日，身体虚弱的光绪前去贺寿，进门前，有值班的太监窥见光绪扶着近侍的肩膀做疏松筋骨的动作，大概担心给慈禧太后跪拜时爬不起来。但正要进去时，太监忽传太后的懿旨：「皇帝卧病在床，免率百官行礼，取消贺拜仪式。」
听到这个消息后，光绪便返回自己寝宫，不知道他是真的难以抑制，面露兴奋，还是太监搬弄是非，反正有太监跑去密告慈禧太后说，皇上听说太后病重，脸有喜色。慈禧太后听后勃然大怒：「我不能死在你前头!」
随后的几天里，慈禧太后和光绪的病情都无任何好转的迹象，太监和宫女们一个个脸色阴沉，整个皇宫一片悚然。十月十八，庆亲王奕劻奉慈禧太后之命前往普陀峪的陵区视察寿宫。
过了十月初十日慈禧太后的生日，光绪帝身体机能迅速衰竭，病入膏肓。十六日，光绪帝跟慈禧太后最后一次召见大臣，他有气无力地斜倚在宝座上，身后垫满了枕头。据大臣回忆，光绪帝说话声音极小，只有简短的几句，慈禧也是一脸病态。从此，光绪帝再没有离开病榻，十九日起，不能进食，陷入昏迷。
光绪三十四年十月十九日，皇宫开始增加卫兵，凡是出入宫的人都要检查，当时传慈禧太后和光绪皇帝两人随时可能崩逝，宫中气氛非常紧张。
十月二十日，清朝廷以光绪帝的名义发布两道诏令。第一道：命醇亲王之子溥仪，在宫内教养，并在上疏房读书。第二道：授溥仪之父载沣为摄政王。所谓：「嗣皇帝尚在冲龄，正宜专心典学。着摄政王载沣为监国，所有军国政事，悉秉承予之训示裁度施行。」
二十二日清官方宣布：光绪三十四年十月二十一日(1908 年 11 月 14 日)傍晚，光绪皇帝在中南海瀛台的涵元殿驾崩。终年 38（虚）岁。
二十二日清晨，慈禧像往常一样早早起床。慈禧终日忙碌于料理光绪帝的后事，前一天晚上休息比较晚。但是据说她气色很好，起床后，进行了较长时间的梳洗工作，因为慈禧太后特别注重保养，故每日用于梳妆台上的时间很长。
梳洗完毕后，像往常一样慈禧用了丰盛的早餐。之后，慈禧开始召见军机大臣，共与皇后(按：即光绪帝之妻，叶赫那拉氏，也就是日后的隆裕太后)、监国摄政王载沣等人洽谈多时，后以新国君的名义下诏书，尊慈禧太后为太皇太后，又尊皇后为太后。
正午午时，慈禧照例吃午饭，最初尚无异常，可吃着吃着，慈禧便开始头晕目眩，慈禧自知大限将至，立即召开紧急会议。后慈禧病情加剧，便命令军机大臣起草遗诏。军机大臣将起草的遗照呈上后，慈禧改了几处，譬如「不得不再行训政」与「回念五十年来」云云。
她对身边人说道：「我毕生垂帘听政数次，不了解的人认为我是贪婪权力，实际上是迫于时势不得不做出此决定。」紧接着，她又说出了最后的话：「此后，女人不可预闻国政。此与本朝家法相违，必须严加限制。尤须严防，不得令太监擅权。明末之事，可为殷鉴(自我以后，任何女子不得干预国事，必须好好维护本朝家法，尤其是严防太监专权!明末之事，一定要引以为鉴)!」
二十二日下午，在光绪皇帝死去二十二个小时之后，慈禧张着嘴盍然而逝于中南海仪鸾殿内，终年 74 岁。
时间如此巧合，光绪的死因引发了诸多议论、猜测和传说。当时就有很多人认为光绪不是自然死亡，而是被人所害。清宫御医的屈贵庭在一本民国时期的杂志《逸经》第 29 期上发表一篇文章说：在光绪临死的前三天，他最后一次进宫为皇上看病，发现光绪本已逐渐好转的病情突然恶化，在床上乱滚，大叫肚子疼。没过几天，光绪便死了。这位御医认为，虽不能断定是谁害死了光绪，但却可以肯定光绪是被人暗中害死的。
而被谁人所害，又有三种说法：
第一种，慈禧说。光绪的起居官恽毓鼎的《崇陵传信录》及徐珂所编著的《清稗类钞》等书认为，慈禧在病危期间，惟恐自己死后，光绪重新执政，推翻她既定朝政及平反她一手制造的种种冤案，于是令人下毒手将光绪害死。
第二种，李莲英说。英国人濮兰德•白克好司的《慈禧外传》和德龄的《瀛台泣血记》等书认为，清宫大太监李连英等人，平日依仗着主子慈禧的权势，经常中伤和愚弄光绪。他们深恐慈禧死后光绪重新主政，会清算他们往日的罪孽，所以就先下手为强，在慈禧将死之前，先把光绪谋毙。
第三种，袁世凯说。溥仪在《我的前半生》一书中谈过，袁世凯在戊戌变法时辜负了光绪的信任，在关键时刻出卖了皇上。袁世凯担心一旦慈禧死去光绪决不会轻饶他，所以就借进药的机会，暗中下毒，将光绪毒死。
20 世纪 80 年代以后，随着对清宫档案大规模整理发掘工作的开展，历史学家、档案学家、医学专家共同合作，仔细收集和研究光绪的脉案和药方，探索其一生的健康情况，却得出了与被毒死说截然相反的结论。详考清宫医案，专家们用现代医学的语言来说，光绪是受肺结核、肝病、心脏病、风湿等慢性病长期折磨，致使身体的免疫力严重缺失，酿成了多系统的疾病，最终造成心肺功能衰竭，合并急性感染而死亡。1980 年，有关部门清理并重新封闭了崇陵，对光绪的遗骨做过简单检测，没有发现外伤痕迹亦无中毒表现，故只能以脉案作分析。光绪之死属于正常死亡，遂成定论。
《病原述略》中说：「遗精之病将二十年，前数年每月必发十数次，近数年每月不过二三次……冬天较甚。近数年遗泄较少者，并非较愈，乃系肾经亏损太甚，无力发泄之故。」
2003 年，中央电视台清史纪录片摄制组到易县清西陵采访，得知 1980 年曾对清光绪帝及隆裕皇后所葬崇陵棺椁(于 1938 年被盗)进行清理并重新封闭，而光绪及隆裕皇后的头发被移至棺椁外，在清西陵管理处文物库房保存至今。经与北京市公安局法医鉴定中心专家研讨，征得文物部门同意，提取多根光绪帝头发送至中国原子能科学研究院反应堆工程研究室设计所进行测试。
中央电视台清史纪录片摄制组、清西陵文物管理处、中国原子能科学院反应堆工程研究设计所和北京市公安局法医检验鉴定中心四个单位开始共同合作，组成「清光绪帝死因」专题研究课题组，运用最先进的技术，采用最精密的仪器，对光绪遗体的头发、遗骨、衣服以及墓内外环境进行反复的检验和缜密的分析研究。
历经 5 年到 2008 年，他们发布研究结果： 光绪头发中含有高浓度的元素砷，其最高值为隆裕皇后的 260 多倍，为当代人的 4000 多倍。光绪肩胛骨、脊椎骨和每件衣物的胃区部位、系带和领肩部位的含砷量非常高；内层衣物的含砷量大大高于外层。而对光绪棺椁内、墓内物品和陵区水土等进行对比实验结果表明光绪头发上的高浓度砷物质并非来自环境沾染。推测原因应当是大量砷化合物曾存留于光绪尸体的胃腹部，尸体腐败过程进行再分布，侵蚀了遗骨、头发和衣物。
而砷化合物也就是剧毒的砒霜，经过测算，光绪摄入体内的砒霜总量明显大于致死量。 按照这一研究，那么就与第一种说法一致—— 光绪帝是被谋杀的，那么谋害他的最大犯罪嫌疑人只能是慈禧。
结合光绪死亡的前一天，清廷发布的溥仪即位、载沣摄政的诏书，真是让人不寒而栗，因为慈禧的这两个诏书一下就等于告诉天下，光绪即将死亡。这是袁世凯和李莲英都办不到的事情！
是谁毒死了他，我想大家都清楚。