Atatürk’ün sağlığı 1937 yılından itibaren bozulmaya başladı. 1938 başlarında iştahsızlık ve halsizlik hissetmeye başladı. Vücudunun çeşitli yerlerinde kaşıntılar meydana geliyor ve burun kanamaları güçlükle önleniyordu. Atatürk de özel bir kür tedavisi için Yalova Termal’e gönderildi. Termal Otel’de, 22 Ocak 1938 günü Atatürk’ü muayene eden Dr. Nihat Reşat Belger, karaciğer rahatsızlığından kuşkulandı ve Atatürk’e siroz teşhisi koydu. Doktor Belger, Atatürk’e mutlak surette perhiz yapmasını tavsiye etti.
Atatürk, Termal Otel’deki tedavisine bir süre daha devam etti, ancak doktorların bütün itirazlarına rağmen 1 Şubat 1938’de tedaviyi yarıda bırakarak Bursa’ya hareket etti. Atatürk’ün sağlık durumunun ciddiyet göstermesi hükümeti de telaşlandırdı. Başbakan Celâl Bayar, Avrupa’dan iki hekim getirilmesini önerse de Atatürk o günlerdeki Hatay Sorunu yüzünden hastalığının dışarıda duyulmasının iyi olmayacağını düşündüğünü belirtti ve bunu reddetti. Türk doktorların kapsamlı bir muayene yapmasını kabul etti. Nihayet 6 Mart 1938 günü beş doktor Çankaya Köşkü’nde Atatürk’e bir konsültasyon yaptılar ve siroz hastalığı teşhisini yenilediler.
Bu muayeneden bir süre sonra Başbakan Celâl Bayar’ın tavsiyesi üzerine Paris Tıp Fakültesi’nden Prof. Dr. Noel Fissenger Ankara’ya davet edildi. Fransız Doktor, Atatürk’ü muayene etti ve diğer doktorların teşhis ve tavsiyeleriyle örtüşen bir tanı tedavi ortaya koydu. Atatürk’ün rahatsızlığı ve özellikle Avrupa’dan doktor getirtilmesi, dünyada geniş bir yankı buldu. Atatürk’ün ölmek üzere olduğu ve siyasi mirasını kime bırakacağı yönündeki haberler üzerine Atatürk tüm dünyaya sağlıklı olduğunu göstermek istercesine 19 Mayıs 1938 günü Ankara Stadyumu’nda halkın karşısına çıktı. O gün son defa Ankaralıların karşısındaydı. Kutlamalar çok parlak geçti hatta o günün anısına Ankara Stadyumu’nun adı 19 Mayıs Stadyumu olarak değiştirildi. 5 Eylül 1938 günü Atatürk vasiyetini yazdı ve bütün malvarlığını belirli şartlarla, genel başkanı olduğu Cumhuriyet Halk Partisi’ne bıraktı. Kız kardeşine ve manevi çocuklarına, İsmet İnönü’nün çocuklarına para yardımı yapılmasını belirtti. Ayrıca Türk Dil Kurumu ve Türk Tarih Kurumu’na da belirli miktarlarda yardım yapılmasını istedi.
6 Eylül 1938’de Fransız Doktor Fissenger üçüncü defa İstanbul’a geldi. 18 Eylül 1938’de Başbakan Celâl Bayar, Dolmabahçe Sarayı’na geldi ve dört yıllık ekonomik plan dosyasını Atatürk’e sundu. Atatürk ülke ekonomisi için çok önem taşıyan projelerin gerçekleştirilmesi için Türkiye’nin önünde en fazla üç yıl olduğunu, bir dünya savaşı çıkacağını ve bir an önce bu projelerin hayata geçirilmesini istedi.
Hastalık gitgide ilerlemekteydi. 16 Ekim 1938 günü öğleden sonra Atatürk ağır bir komaya girdi. Hükümet, ulusu Atatürk’ün sağlık durumundan haberdar etmek için 17 Ekim 1938’den itibaren Anadolu Ajansı aracılığı ile resmi tebliğler yayınlamaya başladı. Atatürk girdiği komadan 29 Ekim 1938 günü Ankara’da cumhuriyetin on beşinci yıldönümü kutlamalarına katılamadı. Bayram nedeniyle Ankara’da düzenlenen törenlerde Türk Ordusu’na hitaben yazdığı bayram konuşmasını Başbakan Celâl Bayar okudu. 8 Kasım 1938 akşamı saat 19.00’da Atatürk son büyük komaya girdi.
9 Kasım günü ve gecesi bu ağır koma devam etti. Atatürk, 10 Kasım 1938 perşembe sabahı saat 9’u 5 geçe, İstanbul Dolmabahçe Sarayı’nda hayata gözlerini yumdu. Atatürk’ün naaşı 16 Kasım 1938 günü Dolmabahçe Sarayı tören salonunda katafalka konuldu. İstanbul halkı Büyük Önder’in önünden saygıyla geçti. Atatürk’ün cenaze namazı 19 Kasım 1938 günü Dolmabahçe Sarayı’nda Diyanet İşleri Başkanı Prof. Dr. Şerafettin Yaltkaya tarafından Türkçe dualarla kıldırıldı. Aynı gün çok büyük bir kalabalıkla cenaze Yavuz Zırhlısı ile İzmit’e oradan da aynı günün akşamı 20.30’da Ankara’ya uğurlandı. Ertesi gün (20 Kasım 1938) Ankara’da başta Cumhurbaşkanı İsmet İnönü olmak üzere devlet erkânı tarafından karşılanan cenaze TBMM önünde hazırlanan katafalka konuldu. Ankara halkı Atatürk’ün önünden saygı geçişlerini
yaptı. 21 Kasım1938 günü yabancı devletlerden gelenlerin de katıldığı çok büyük bir cenaze töreni ile Atatürk’ün cenazesi Ankara Etnografya Müzesi’ndeki geçici kabrine konuldu.
Atatürk’ün ebedi istirahatgâhı Anıtkabir’in yapımına 1944 yılında başlandı. İnşaat aşaması oldukça uzun sürdü ve 1953 yılında tamamlanabildi. Ölümünden 15 yıl sonra 10 Kasım 1953’te Atatürk’ün cenazesi Ankara Etnografya Müzesi’nden alınarak törenle Anıtkabir’e getirildi ve toprağa verildi.
