Все выходившие в 1881 году в России печатные издания, частные и официальные, специальные и общие, уделяли много места статьям о Пирогове. В печати появилось много общих характеристик его, воспоминаний об отдельных моментах его жизни, воспроизводились портреты, печатались поднесенные ему адреса, сообщалось о стипендиях, учреждавшихся учеными обществами и отдельными лицами. Все европейские ученые общества и университеты прислали юбиляру адреса и дипломы на звание почетного доктора. Большинство русских университетов избрало его почетным членом еще до шестидесятых годов. Академия наук давно почтила Николая Ивановича званием члена-корреспондента.
Юбилейные празднества продолжались несколько дней. В Москву съехались представители всех русских и многих иностранных медицинских обществ. Банкеты в честь Пирогова приобрели грандиозный характер.
Заключительный день юбилейного торжества был омрачен усилением предсмертной болезни Николая Ивановича. Потеряв за год до того последний коренной зуб правой верхней челюсти, он отказывался вставить искусственные челюсти. На месте выпавших зубов стала развиваться язва, которую Пирогов заметил только в начале юбилейного года, не придав ей тогда особенного значения. Прямо с юбилейного праздника пришлось увезти Пирогова в Вену — к знаменитому хирургу Бильроту. Последний спокойно и решительно сказал, что болезнь не серьезная, скоро пройдет без хирургического вмешательства. После смерти Николая Ивановича Бильрот заявил в печати, что он сразу установил характер болезни, но считал, что больной за 70 лет, с явными признаками начинавшегося маразма в теле и с катарактами на обоих глазах, не перенесет операцию. Тем более; что и операция не помогла бы: болезнь была неизлечима.
Весь обратный путь в деревню Пирогов провел весело, в шутках и воспоминаниях молодости. «Из убитого и дряхлого старика, — рассказывает его спутник, доктор С. С. Шкляревский, — он опять сделался бодрым и светлым». Но скоро истинный характер болезни выяснился и для самого Пирогова. «Он, очевидно, вполне сознавал свое безвыходное положение, — писал Шкляревский, — видеть Николая Ивановича, говорить с ним о раковой болезни его было чрезвычайно тяжело». Несмотря на это, Александра Антоновна повезла мужа, летом 1881 года на одесский лиман, где он купался и был осаждаем многочисленными бедными больными. По настоянию жены Пирогов ввел и там платный медицинский прием.
В одну из своих обычных деревенских прогулок, в сентябре, Николай Иванович простудился и слег. С этого времени началась для него борьба между жизнью и смертью. Но и теперь он продолжал свой «Дневник». В конце октября перо выпало из рук Пирогова, он находился в агонии до самой кончины, последовавшей в 8 1/4 часов вечера 23 ноября 1881 года. Газеты и журналы, русские и зарубежные, снова печатали статьи, заметки, воспоминания, снимки, относящиеся к жизни и деятельности Пирогова. В «Вишню» прибыли депутаты, присылались венки. Похоронен Пирогов в семейном склепе под церковью. Тело его было набальзамировано и долго сохранялось без изменений.