В начале января 1881 года, при встрече с Д. В. Григоровичем, Достоевский поделился предчувствием, что не переживёт нынешней зимы. 26 января (7 февраля) 1881 года сестра писателя Вера Михайловна приехала в дом к Достоевским, чтобы просить брата отказаться в пользу сестёр от своей доли рязанского имения, доставшейся ему по наследству от тётки А. Ф. Куманиной. Л. Ф. Достоевская вспоминала о бурной сцене с объяснениями и слезами, после чего у Достоевского пошла кровь горлом. Возможно, что этот неприятный разговор стал толчком к обострению его болезни (эмфиземы).
Через два дня, 28 января 1881 года, на 60-м году жизни Фёдор Михайлович Достоевский скончался. Диагноз — туберкулёз лёгких, хронический бронхит, в небольших размерах эмфизема лёгких.
После известия о смерти Достоевского квартира стала заполняться толпами народа, пришедшего проститься с великим писателем. Среди прощавшихся было много молодёжи. Художник И. Н. Крамской написал карандашом и тушью посмертный портрет писателя, сумев передать ощущение, запечатлевшееся в памяти А. Г. Достоевской: «Лицо усопшего было спокойно, и казалось, что он не умер, а спит и улыбается во сне какой-то узнанной им теперь „великой правде“». Эти слова вдовы писателя напоминают строки из речи Достоевского о Пушкине: «Пушкин умер в полном развитии своих сил и бесспорно унёс с собою в гроб некоторую великую тайну. И вот мы теперь без него эту тайну разгадываем».
Количество депутаций превышало заявленное. Процессия до места захоронения растянулась на версту. Гроб несли на руках.
1 февраля 1881 года Ф. М. Достоевский был похоронен на Тихвинском кладбище Александро-Невской лавры в Санкт-Петербурге. При захоронении у могилы Достоевского выступили А. И. Пальм, первый биограф писателя О. Ф. Миллер, П. А. Гайдебуров, К. Н. Бестужев-Рюмин, Вл. С. Соловьёв, П. В. Быков
[, студенты Д. И. Козырев, Павловский и др. В эпитафии на надгробии приведены слова о пшеничном зерне из Евангелия от Иоанна (Ин. 12:24), указанные в качестве эпиграфа к роману «Братья Карамазовы». Здесь же покоится прах жены писателя А. Г. Достоевской и их внука Андрея Фёдоровича (1908—1968).
Несмотря на известность, которую Достоевский обрёл в конце своей жизни, поистине непреходящая, всемирная слава пришла к нему после смерти. В частности, Фридрих Ницше признавал, что Достоевский был единственным психологом, у которого он мог кое-чему поучиться