这期间，北京政府颁布授勋令，授予蔡锷一等勋位。在授勋排名中，仅次于孙中山和黄兴。蔡锷离沪时，黄兴特为送行。但到10月31日，黄兴竟病逝于上海。在日的蔡锷闻耗悲痛欲绝，于病榻作挽联相赠。
1916年11月6日晚，医生为蔡锷打了一针强心剂，使其精神顿爽，于11月7日口授随员四事，作为遗嘱，于第二天给北京政府发了电报。其内容如下：
国会、大总统均鉴：
锷病恐不起，谨口授随员等以遗电陈四事：
一、愿我人民政府，协力一心，采有希望之积极政策，以建设好国家。
二、现在各派意见多乖，竞争权力，愿为民望者以道德爱国，勿谋私利。
三、此次在川阵亡及出力人员，恳饬罗督军、戴省长核实呈请恤奖，以昭激劝。
四、锷以短命，未能尽力民国，应为薄葬。
临电哀鸣，伏乞慈鉴。
四川督军兼省长蔡锷叩。
临终遗嘱中没有一句提及私事。就在这天凌晨，蔡锷病情严重恶化，延至凌晨2时 溘然长逝，年仅34岁。
据说蔡锷临终前，由护士勉强扶起来，凭窗瞭望日本飞机演习，又一次受到刺激。他对蒋方震说∶“我早晚就要和你们分手了。我们建设国防尚未着手，而现代战争已由平面而转立体，我国又不知道落后了多少年！”然后又感慨地说∶“不死于对外作战，不死于疆场马革裹尸，而死于病室，不能为国家作更大的贡献，自觉死有余憾。”