1925年，在多年的操劳之后，孙中山先生病发入院。3月12日，孙中山先生因癌症于北京病逝，享年五十八岁。1929年6月1日，根据其生前遗愿，葬于南京紫金山中山陵。
按照以往的文字记载，孙中山先生是死于肝癌，是积劳成疾。后来，孙中山死因有了不同的研究结果，他其实是死于胆囊癌，在后期阶段转移到肝部才导致人们以为他是肝癌去世。
孙中山死前曾经多次在北京的协和医院诊断和治疗，而当时他出院时的诊断结果是肝癌，所以孙中山死因一般就认为是死于肝癌。
协和医院在上世纪末开始了病案管理工作，从中发现并整理出了孙中山的病案，不过这份病案是不完整的。而在整理出来的病案里，包括一份孙中山的尸检病理报告，据说是他死后遗体被送到医院检查，而报告显示孙中山是胆襄腺癌伴有胆襄管梗阻，直接扩展到肝及横膈。
孙中山临终前十七天，即1925年2月24日，知道自己病已不治，预立了三份遗嘱，这三份遗嘱是《国事遗嘱》《家事遗嘱》和《致苏联遗书》。前两份遗嘱由孙中山口授，汪精卫笔录。《致苏联遗书》则是由孙中山以英语口授，他的苏联顾问鲍罗廷等笔录。
孙中山口授遗嘱时，在场的宋子文、孙科、孔祥熙、邵元冲、吴敬恒、戴恩赛、何香凝、邹鲁、戴季陶等人都作为证明人在遗嘱上签了字。孙中山本来也要签字的，但是，因为听见宋庆龄在邻室悲泣，他不忍心让宋庆龄伤心，这天就没在遗嘱上签字。直到3月11日凌晨一时，他自知在世不久，才在遗嘱上补签上自己的名字。
孙中山《国事遗嘱》：
“余致力国民*凡四十年，其目的在求*之自由平等。积四十年之经验深知欲达到此目的，必须唤起民众及联合*上以平等待我之民族，共同奋斗。
*尚未成功，凡我同志，务须依照余所著《建国方略》、《建国大纲》、《三*义》及《*次*代表大会宣言》，继续努力，以求贯彻。主张开国民会议及废除不平等条约，尤须于最短期间促其实现。是所至嘱！”