1973年元旦，病中的蔣介石照例發表致同胞文告。10月10日，雙十節，他又照例發表“國慶”文告。在這些文告中，仍然表示其反共的態度決不改變，仍然是那些早已聽厭的高調：“縱使我們的權利蒙上一層悲痛的面紗，我們的氣氛暫時受到安撫逆流的毒化，我們決不會氣餒，我們不會迷失方向與道路。”蔣介石發表這些文告的目的，除了表示他反共的決心外，主要爲了向外界表示，他沒有病，他還是臺灣的統治者。蔣介石住院期間，對外高度保密。他本應辭職，以副總統代理其職，但他一直沒有這樣做，爲的是讓蔣經國接班有更充分的準備時間。1973年7月，他第四個孫子蔣孝勇結婚時，他還與他們合照，讓報紙公開刊載，以向公衆證明他的健康狀況和並沒有暗中引退。
1974年夏天，蔣介石的病情一度好轉，他每天可以在花園散步，並與家人討論政治及國際形勢，似乎十分輕鬆與愉快。但到年底，臺灣發生流行性感冒，蔣介石偶感風寒，再度患感冒而轉爲肺炎，這次病得十分厲害，身體虛弱到了十分嚴重的程度。由於蔣介石治療慢性前列腺炎而長期服用抗生素，所以此次肺炎很難治癒。1975年1月9日，蔣介石在睡眠中發生心肌缺氧症，雖經搶救轉危爲安，但由於肺炎未愈，不時發燒。3月29日，蔣介石病情轉危，他高燒不退，已不能起牀，他自知年事已高，多病併發，不可能治癒了。於是，他讓國民黨中央委員會副祕書長秦孝儀拿來筆和紙。他口授遺囑，讓秦孝儀記錄，後由宋美齡、嚴家淦、蔣經國、倪文亞、田錦、楊亮功、朱儁賢等簽字。遺囑如下：
餘自束髮以來，即追隨總理革命，無時不以耶穌基督與總理信徒自居，無日不爲掃除三民主義之障礙，建設民主憲政之國家，艱苦奮鬥。近二十餘年來，自由基地，日益精實壯大，並不斷對大陸共產邪惡……展開政治作戰。反共復國大業，方期日新月盛，全國軍民、全黨同志，絕不可因餘之不起，而懷憂喪志！務望一致精誠團結，服從本黨與政府領導，奉主義爲無形之總理，以復國爲共同之目標。而中正之精神，自必與我同志、同胞相左右。實踐三民主義，光復大陸國土，光復民族文化，堅守民主陣容，爲餘畢生之志事，實亦即海內外軍民同胞一致的革命職志與戰鬥決心，惟願愈益堅此百忍，奮勵自強，非達成國民革命之責任，絕不中止;矢勤矢勇，毋怠勿忽。
中華民國六十四年三月二十九日蔣中正。蔣介石口授完遺囑，喘了一會氣，又說：“我死後，將靈柩暫厝慈湖，那兒風景好，很像我們奉化老家。”說到這裏，蔣介石閉上眼睛，再也不說話了。大家知道，此時此刻，蔣介石是在強烈地思念自己的家鄉——奉化溪口，那古木參天，危崖聳立的武嶺，那流水旋洄、游魚可數的剡溪，如一幅幅立體畫面，在蔣介石眼前出現，老人的眼睛有些溼潤了。4月5日下午，蔣介石病情惡化，他腹部感覺不適，泌尿系統失靈，醫療小組認爲心臟功能不佳，可能腹內積尿，便給蔣服用少量利尿劑，不久便排出500cc。下午4時，小睡片刻。晚8時1刻，蔣介石病情進一步惡化，脈搏突然轉慢，醫生當即施行心臟按摩術和人工呼吸，並注射藥物急救，約一二分鐘後，心臟呼吸恢復正常，但四五分鐘後，心臟又停止跳動，便再施行上述方法，然而效果已不佳。此時，呼吸不能恢復，血壓也不能測出，只能使用電擊，促使心跳。
這天夜晚，臺北上空，雷電交加，大雨傾盆，如此惡劣的天氣，更增加人們的焦慮。草山別墅中的蔣介石在狂風暴雨聲中已是人命危淺，奄奄待斃。延至晚11時50分，蔣介石瞳孔已放大，醫生仍在搶救，注射心臟刺激劑，將電極直接刺入心肌，但已毫無作用了。蔣介石在宋美齡與蔣經國的哭泣聲中溘然長逝，終年89歲。蔣介石死後兩小時，臺灣政府新聞局發佈死亡公報，明令從4月6日起歷時1月爲“國喪”期。4月9日，蔣介石遺體停在國父紀念館，供民衆瞻仰遺容。數日內，約有250萬人進行了瞻吊。16日8時5分，進行追悼和安厝儀式，蔣介石遺體身着長袍馬褂，上面覆蓋着青天白日旗。隨其遺體入殮者，有蔣介石所得三枚最高勳章：採玉勳章、青天白日勳章、國光勳章，還有他經常閱讀的四本書：《三民主義》、《唐詩三百首》、《聖經》、《荒漠甘泉》。儀式後，依照蔣生前的囑咐，其靈柩移厝距離臺北市60公里處的大溪鎮福安裏村“慈湖”。
正如蔣介石所說，慈湖山明水秀，與他老家奉化的溪口實有相似之處。但這裏畢竟不是溪口，蔣介石一生喜愛他的家鄉，他前後三次下野，都跑到家鄉躲起來，在山環水抱的故里盤算東山再起。蔣介石在敗逃臺灣時，與蔣經國一起曾登上飛鳳山頂，極目四望，半晌無語，心中充滿了無限留戀。而現在，他死在臺灣，柩浮厝，可謂死而有憾。但中共多次聲言，實現祖國統一後，蔣介石先生的棺柩可移葬大陸，安葬在他的故鄉或紫金山亦可。待海峽兩岸共慶統一的時候，蔣介石一定會長眠在他所希望的故土。
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