Смерть наступила в 21 час 50 минут вечером 5 марта 1953 года. По свидетельству Мясникова, как только было установлено, что пульс не прощупывается, дыхание и сердечная деятельность прекратились, в просторную комнату, где лежал Сталин, тихо вошли члены Президиума ЦК, дочь Светлана, сын Василий и личная охрана. Все стояли неподвижно в торжественном молчании весьма долго, возможно около 30 минут или даже дольше.
Другой врач, лечивший Сталина, В. Неговский, свидетельствовал: «У меня не сложилось впечатления, что Берия был очень возбужден, как вспоминает Светлана Аллилуева. Да, начальствующий тон, но ничего другого сказать не могу. В отношении меня был корректен, вежлив, ничего мне не приказывал. Даже поддерживал: «Находите нужным, делайте!»
Именно Берия прекратил реанимационные мероприятия, когда стало ясно, что Сталин мертв. Врач Г. Чеснокова вспоминала: «Мы делали массаж больше часа, когда стало ясно, что сердце завести уже не удастся. Искусственное дыхание делать было нельзя, при кровоизлиянии в мозг это строжайше запрещено. Наконец ко мне подошел Берия, сказал: «Хватит!» Глаза у Сталина были широко раскрыты. Мы видели, что он умер, что уже не дышит. И прекратили делать массаж».
6 марта было произведено вскрытие тела Сталина. Диагноз полностью подтвердился. Инфаркта миокарда не оказалось, были найдены лишь очаги кровоизлияний в сердечную мышцу. Зато вся слизистая желудка и кишечника была также покрыта мелкими геморрагиями, что и объясняло причину кровавой рвоты, случившейся у Сталина незадолго до смерти. Очаг кровоизлияния в области подкорковых узлов левого полушария был величиной со сливу. Также были найдены очаги размягчения мозга давнего происхождения, что указывало на то, что в прошлом у больного были микроинсульты. Артерии головного мозга были сильно поражены атеросклерозом и резко сужены. Как отмечалось в заключении, «результаты патологоанатомического исследования полностью подтверждают диагноз, поставленный профессорами-врачами, лечившими И.В.Сталина. Данные патологоанатомического исследования установили необратимый характер болезни И.В. Сталина с момента возникновения кровоизлияния в мозг. Поэтому принятые энергичные меры лечения не могли дать положительного результата и предотвратить роковой исход». Таким образом, Сталин был обречен с того самого момента, когда его хватил удар, вне зависимости от того, как скоро ему смогли бы оказать медицинскую помощь.
5 марта 1953 года, после трехдневной агонии от последствий инсульта скончался Иосиф Виссарионович Сталин. Версия, будто он был отравлен в результате заговора Маленкова, Берии и Хрущева, отстаиваемая многими публицистами, в том числе Авторханом Авторхановым в книге «Загадка смерти Сталина», хороша для приключенческого романа, однако противоречит многим твердо установленным обстоятельствам последних дней вождя. В частности, не существует яда, который провоцирует инсульт, да еще такой, после которого больной живет еще в течение нескольких дней. А то, что у Иосифа Виссарионовича был именно инсульт, доказывается сохранившимся журналом болезни и позднейшими воспоминаниями врачей, находившихся у постели больного. Слишком много лиц пришлось бы посвятить в тайну покушения, чтобы замести следы насильственной смерти. Не менее важно и то, что ни один из предполагаемых заговорщиков: ни Берия, ни Маленков, ни Хрущев — не контролировали кремлевскую охрану, что было абсолютно необходимым условием для успеха попытки отравить Сталина. Версии же, будто Иосифа Виссарионовича пытались довести до инсульта, провоцируя попариться в баньке или подливая сухого вина, слишком уж дилетантские. В такого рода делах никогда не действуют на авось: то ли помрет, то ли нет.
Думаю, что сама версия об отравлении Сталина родилась под впечатлением «дела врачей». Сталинским соратникам приписывается воплощение в реальность того, в чем они обвинили арестованных кремлевских медиков.