清同治三年四月二十七日(1864·6·1)，正值太平天国首都天京(今南京)在清军围攻下发发可危之际，大平天国首领洪秀全死于城内天王府，享年五十一岁。关于其死因，史学界有不同看法。在本世纪六十年代以前，大多数人认为，洪秀全是自杀身亡。李秀成是后期太平天国的主要将领，洪秀全去世时，他在天京主持天京保卫战，对天王府的情况当有较确切的了解。曾国藩刊刻的《李秀成自述》中，言及洪秀全之死：“天王(洪秀全)斯时焦急，日日烦躁，即以四月二十七日服毒而亡。”洪仁玕是后期太平天国的主要领导人之一。他被清军捕获后曾写下《洪仁玕自述》，其后半部分中说：“天王之自杀，更令全局混乱。”太平天国的对手、湘军首领曾国藩在同年六月二十三日(7.26)的奏稿中说：“首逆洪秀全实系本年五月间，官军猛攻时，服毒而死。”
同年七月初七日又奏称：“有伪宫婢者，系道州黄姓女子，即手埋逆尸者也，臣亲加讯问，据供，洪秀全生前，经年不见臣僚，四月二十七日因官军急攻，服毒身死，秘不发丧。而城里群贼，城外官兵，宣传已遍，十余日始行宣布。”根据上述资料，大多史家认为洪秀全系“服毒自杀”。郭廷以说洪秀全之死，“以服毒说为近真”;简又文在《太平天国全史》中指出，洪秀全自杀是“事实”;罗尔纲《太平天国史稿》根据《李秀成自述》内容，认为洪秀全“四月十九日(天历，即1864.6.1)服毒逝世”。但当时的学者对洪秀全自杀说，已有一定程度的怀疑。
六十年代初，藏在曾国藩家中达一百多年的《湘乡曾八本堂·李秀成亲供手迹》正式影印发行，其中明确记述洪秀全是病死的：“此时大概三月将尾，四月将初之候，斯时我在东门城上，天王斯时已病甚重，四月二十一日(天历)而故。”“此人之病，不食药方，任病任好，不好亦不服药也。是以四月二十一日而亡。……天王之病，因食咁露病起，又不肯食药方，故而死也。”有学者指出，这一记述当是可靠的，因为曾国藩刊刻的《李秀成自述》，是经曾国藩篡改过的。曾国藩的幕僚赵烈文在《能静居士日记》七月初七日条中说：“中堂(指曾国藩)嘱余看李秀成供，改定咨送军机处，傍晚始毕。”曾国藩把李秀成供稿呈送军机处时曾说：“李秀成之供词，文理不甚通适，而情事真确，仅钞送军机处，以备查考。”由此可知，曾国藩所出示的李秀成供稿，是被“改定”过的。由于他在此前的两份奏稿中，都谈及洪秀全自杀之事，所以把李秀成供词中洪秀全病死“改定”为自杀，当在情理之中。
《洪仁玕自述》的后半部分中说洪秀全自杀，恐非洪仁玕本意，因为后半部分是由外人译出，原稿已失。外人在翻译时受《李秀成自述》刊刻本影响，是极有可能的。值得注意的是，《洪仁玕自述》前半部分，是出自洪仁玕供词原稿，其中有“至今年四月十九(天历)，我主老天王卧病二旬升天”。此说应较可信。幼天王洪福瑱(洪天贵福)在“自述”中曰：“本年四月十九日，老天王病死了。二十四日(天历)众臣子扶我登极。”赵烈文《能静居士日记》五月初六日条记：“闻探报禀称，逆首洪秀全已于四月甘八日病死(彼中之四月二十日)。”自从《李自成亲供手迹》发行后，大多数学者都确信洪秀全是病死的。
洪秀全在天王府美女群中过了十一年帝王生活，到了同治三年(1864年)，他五十二岁，终于在曾国荃湘军的隆隆炮声和后宫粉黛的嗟怨声中，不得不丢下他那千百个美女娇娘，自尽身亡。他死后四十八天，天京沦陷，天国灭亡，他的宝贝儿子也当了俘虏，后来被凌迟处死了。
1864年7月19日，天京(今南京)内外，黑云压城，火光冲天。正午时分，随着曾国藩弟弟曾国荃一声令下，“轰隆”一声惊天巨响凌空怒炸，太平门处的城墙被炸塌二十余丈，整个天京城地动山摇。数万眼睛血红狂狼暴兽般的湘军一齐呐喊如潮，挥舞着刀剑像龙卷风一样席卷向坍塌的城墙。守城的太平军再也抵挡不住洪水般呼啸而来的敌人。战至傍晚，九门皆破，天京失陷。湘军“见人即杀，见屋即烧”。他们无一例外都只想猎取一个最重要的人物——天王洪秀全。
然而湘军将整个天京城翻了个底朝天，也不见洪秀全的踪影。7月30日，湘军总兵熊登武得到一个太平军黄姓宫女告密，这才知道洪秀全已死十多天了。在她的指引下，曾国荃派人从天王府的大殿内挖出了洪秀全的尸体。一直到死，洪秀全都保持着他固有的神秘感。临死前，他命人用十几层厚布，在死后将自己裹得严严实实。湘军掘开坟墓，将洪秀全浑身的厚布全部扯烂，扛到城南雨花台给曾国藩当面验看。
曾国藩和洪秀全，两个苦苦搏杀了11年的对手，一直都只是相互耳闻，却从未谋面，想不到今天会以如此奇特的方式见面。曾国藩在日记中这样记述这位老对手：“胡须微白可数，头秃无发，左臂股左膀尚有肉，遍身用黄缎绣龙袍包裹。”刚刚验毕洪秀全的尸首，本来晴空万里的南京城，突然狂风骤起，暴雨袭来，约半时方歇。
8月1日，曾国藩断然下达了最严厉的惩处方式：“戮尸，举烈火而焚之!”洪秀全的尸体再次被拖了出来，被刀斧剁得粉碎。即使这样，还不罢休，曾国藩又命人把肉泥拌进火药，装入炮弹，然后接连发射出去——就是死了，也要让洪秀全灰飞烟灭，阴魂无归。然而，如果说“焚尸扬灰”对于死后的洪秀全只是一种毫无意义的报复，那么临死之前，他那走火入魔神秘荒谬的表现，则说明远在湘军的大炮把天京城墙轰塌之前，洪秀全的理想信念已经破灭，精神世界已经坍塌了。
当天京城被围数月，面临城破的巨大危险时，天京城内出现了前所未有的恐慌情绪，每个人的心理底线都处于崩溃的边缘。全城弥漫着地狱般的恐怖气氛，一时风声鹤唳、人人自危，以致于“人妖鬼妖互相为患，殊令眠不贴席也。门以内则见妖见鬼，时时哄闹;门以外则拘奸缚盗，救火驱鬼，时时鼎沸。”
而此时的洪秀全，已接近恍惚疯癫的状态了。长期的享乐生活已严重削弱了洪秀全的意志，损坏了他的智力。刚刚进入天京，洪秀全就派人拆掉了明朝的故宫，命令将那些巨柱和石料运到玄武湖边上，去构造一个新的宫殿。宫殿建成之后，洪秀全整天把自己锁在金碧辉煌的天王府中，谁也不见。他一方面杂乱无章地思考着一些哲学和神学问题，幻想着如何把王权跟宗教更紧密地结合起来，建立一个超级的奴隶王朝，让臣民同时成为自己的教民，无私地贡献所有的一切;另一方面，他像历史上所有的帝王一样，苦练房中术，想在两性交媾中得到极乐，也摸索一种解脱之道。他的所有努力都失败了。到了后来，离群索居让他心灰意懒，及时行乐成了惟一的安慰。
中国历代皇帝都讲“天命”，造反者也讲“天道”。但没有谁像洪秀全那样一味靠“天”。他听不得一点不同意见，听不得任何理性劝谏的声音。脱离群众使他更加高高在上，迷狂虚妄，甚至扬言“朕睡紧都做得王，坐得江山”。与其说这是恶性自我膨胀，不如说是狂热的自我迷信。他在半睡半醒的状态下，除了玩弄点权术，根本没有多少应对复杂现实的办法。只能再三强调“认实天情”，既稳住别人的信心，也借以从纷繁的现实中自我摆脱。