夜间好多次出现濒临死亡的样子。第二天清晨，3月4日，不知哪一位脑子里忽然冒出一个新点子来，说除了查到的病症之外，是否还患有心肌梗塞病呢？从医院叫来一位女医生，做了心电图，而后她武断地说：“是的，有心肌梗塞。”一阵忙乱。这是不是医生们在搞鬼，他们企图害死国家的领导人，故意不作心肌梗塞的诊断。现在我们大概要……说来也真够呛，直到现在我们在治疗诊断中也没有人提出发生心肌梗塞的可能性。而这些人全是世界闻名的医生。斯大林现在已失去知觉，痛感不灵，要他自己说出心肌梗塞的常见症状已不可能，白血球增多和体温升高对说明心肌梗塞可能也有点好处。
3月5日清晨，突然发现斯大林口中吐出鲜血。吐血引起了脉搏下降，血压降低这种现象，使我们困惑不解，怎样向大家解释呢？
为了保持住徐徐下降的血压，我们不断地使用各种药物。会诊组的全体工作人员围在患者的周围，隔壁房间里人们焦急不安和预卜来日。中央委员会由布尔加宁陪诊。我注意到，他用一种怀疑甚至含有几分敌意的眼光看着我们。他肩上的元帅金星闪闪发光，面部虚肿，一绺头发朝前竖直，小胡子像某一代罗曼诺夫沙皇或日俄战争时期的将军。他站立在沙发后边，转过身来对我说：“米亚斯尼科夫教授，吐血是什么原因啊？”我回答：“可能是血管性胃壁小出血造成的吧，与高血压和中风有关。”“又是可能？”他不友好地学着我的语调问，接着他用威胁的口吻加上几句：“您得注意，你们这些人张口闭口总是血管长，血管短，而把主要的问题却给……”他显然想说“给”疏忽了，“给”放过了，但感到这样说不对头，只好改换词句，“给我让开点，叫我过左。”
3月5日，一整天我们都在忙着打针，写日志，编公报。中央委员会委员这时在二楼集会。政治局委员再次走近垂危患者身旁。级别低的官员伫立门外引颈探望，不敢进入室内看望半死的“当家人”。我记得，赫鲁晓夫也是隔门探病的一个人，此时此地必须遵守等级制度，最前面走的是马林科夫和贝利亚，其次是伏罗希洛夫，而后是卡冈诺维奇，最后才是布尔加宁和米高扬。莫洛托夫身体欠安，患流感引起的肺炎，他来探望过两三次，停留时间也不长。
肠胃出血的解释记人了日志并写进了当天晚上作出的详细病案总结，当时患者的呼吸还未停止，但已到垂危濒死的时刻了。
3月5日21时50分，死神终于降临了。当然这是一个具有高度纪念意义的时刻。我们刚一宣布脉搏消失，呼吸中断，心脏停止跳动等几项标志，党政领导人、女儿斯维特兰娜、儿子瓦西里和警卫人员便先后走进了宽敞的房间。大家肃立、静默，一动不动地站立了很长时间。我不知道究竟站了多长时间，也许30分钟，也许更长一点。毫无疑义这是一宗历史大事件。一位领袖离开了人世，提起他的名字来，全国上下乃至整个世界都会为之颤抖……
3月6日中午11～12时，在花园凯旋大街荣获列宁勋章的莫斯科第一医学院生物化学教研室大楼院内的侧厅里，对斯大林的遗体做了解剖。会诊组医生中参加解剖的有我和卢科姆斯基，还有几名警卫人员在场。做解剖的是莫斯科第一医学院教授A·H·斯特卢诺夫，在场的有医学科学院院长H·H·阿尼奇科夫和生物化学教授C·P·马尔达含夫（他负费往尸体上涂防腐剂），以及病理解剖学家斯克沃尔采夫教授，米古诺夫教授，鲁萨科夫教授等。在进行解剖中，我当然心急如焚。心脏有问题吗？呕血从何而来？懈剖结果，证明全部诊断无误，没发现心肌梗塞（只找到出血病灶）。
在斯大林遗体解剖中我们看到的脑动脉严重硬化，毫无疑问，近几年有了发展，我们不仅要问，这种病给斯大林近几年的精神状态、性格、行为举止造成了，多大的影响！谁都了解，脑血管动脉粥样硬化能破坏神经细胞的营养，使神经系统失去许多机能。首先在高级神经活动方面可以发现抑制（包括各种不同的抑制）过程的减弱……
我认为在评价著名历史人物的时候，不但要做纯文学或心理学方面的描述，还必须从医学的角度加以分析。谁能不生病，特别是到了生命的晚年。生病就能在他们的行为举止中造成某种程度的变化……。脑血管硬化发展很慢，需要多年时间。在斯大林的头颅中发现了早期生成的脑软化病灶。谁都知道，得了这种疾病的人，智力知觉毫不减退或减退甚微。这样的老年人在脑力活动方面做出许多有成绩的事情来，而在心理方面（特别是情绪反应）可能变化很大。
斯大林的突然去世，在国际上引起了不同的反应。北京的报纸在斯大林的遗像上镶上了黑框，并发表了高度赞扬他的悼念文章；法国根据国防部的命令下了半旗，以示致哀；当赫里欧表示向“曾经参与把我们从纳粹手中解放的领袖”致敬时，国民议会成员全体肃立致敬。在美国，华尔街股票市场因斯大林的去世一下子跌落了10亿美元，两天之后才回升。哈里·杜鲁门用这样的话把自己此时的态度记载在历史上：“听到一个熟人逝世的消息时，我总是感到难过的。”
但美国的许多评论表现出了不友好的态度。《洛杉矶时报》的虔诚的评语是：“斯大林去地狱的路条生效了……我们所能希望的最好的事，就是发生争夺继承权的内战。”新上任的艾森豪威尔总统着手去实现这个残酷的愿望。在官方表示了吊唁之后——报纸标题着重指出这“只是官方的”——据宣布美国政府正在“准备一项野心勃勃的计划，来利用苏联的处境——运用一切宣传工具及其他手段来煽起俄国内部的纷争，并且使俄国的卫星国脱离俄国”。美国在朝鲜的部队利用了共产党世界各地静默五分钟致哀的时机“发射了猛烈的排炮”。
美国的反应令西欧大为震惊。欧洲人，不论他们的政治见解如何，尊重一个伟大民族对他们的领袖的哀悼，而这位领袖曾比任何人作出更多的贡献来使欧洲取得对纳粹分子的共同胜利。同美国的态度形成鲜明对照的是，人们回想到莫斯科是如何对待弗兰克林·罗斯福总统死讯的。得到罗斯福总统逝世的消息后，苏联外交部长莫洛托夫在清晨两点钟立刻赶赴美国大使馆，他的毫不掩饰的悲哀使美国大使沃尔特·比德尔·史密斯都感到十分意外。连大使馆雇佣的苏联侍者都对美国人表示了他们受了震惊的同情。大家都悼念这位具有世界理想的人，因为他曾同斯大林一起寻求稳定的世界和平。斯大林的去世给予美国一个用礼貌来医治旧创伤的机会，但是，华盛顿的态度却显露了恶意。
无论哀悼死者的人还是对哀悼者给予侮辱的人都一致认为，斯大林是一个十分重要的人物。甚至（《洛杉矶时报》也感到有必要连续好几天用五个版的篇幅刊载有关斯大林的病情和逝世的细节。如果在1924年，他们连报纸的五行版面都不会给的。据著名传记作家安娜·路易斯·斯特朗说，1924年4月她曾为《赫斯特国际杂志》写过一篇文章，那是美国刊登的第一篇有关斯大林的文章。她写道：“斯大林在政府中没有职位，但是假若要谁来继承列宁的话，那就是斯大林。”当时这些话在美国好像石沉大海，无人注意。但是在29年后的今天，霍华德·克密斯从欧洲报道说：“在20世纪前半世纪，斯大林比任何人都更多地改变了这个世界。”
斯大林的遗体停放在克里姆林宫的圆柱大厅里。苏联领导人为斯大林守灵。左起：赫鲁晓夫、贝利亚、马林科夫、布尔加宁、伏罗希洛夫、卡冈诺维奇。斯大林把苏联建成了一个强国，使苏联成为世界上第一个社会主义国家。从而他也加速和有助于形成了亚洲的，特别是中国的，新兴的民族主义运动和西方的“福利国家”运动。霍华德·史密斯指出：“他使西方对工人的整个态度起了变化。”因为凡是有关政府计划的想法、美国的“新政”和英国的“福利国家”的想法，都是由于要同苏联的五年计划相竞争而产生的，为了使1929年的世界经济危机不至于导致革命。
就是这样，斯大林在所有国家内创造了历史，不管赞成他的也好，反对他的也好。
在后来的年代中，当苏联人民回顾他们对斯大林去世的哀悼时，他们似乎记得在他们的悲哀中掺杂了一种感觉，觉得苏联已经走到一个时代的尽头，新的时代正在开始，而这个新时代将会有许多地方与以前有所不同，特别是，生活将比“老头儿”时代更自由一些。不论这是他们当时的真实感觉，或者只是把他们现在的感觉反射到过去，但这一点是确实的。一个时代结束了，斯大林不得不随着它而消逝。人民的生活往往是随着完成一项工作的个人的死亡而前进的。斯大林预言了将来，但他自己却不能去领导它。斯大林辜负的历史太多了。
凡是读过斯大林的最后著作《苏联社会主义经济问题》的人，没有一个会认为斯大林的智力已经衰退。这部著作中的细节可能有可以抨击之处，但这部著作是一个清晰而全面地观察世界的人的预见。他看出了：他在一个国家建设社会主义的时代已经结束，社会主义已经在全世界三分之一的人口中建立起来，这种情况使一切问题起了变化，也使一切答案起了变化。
斯大林去世后，苏共中央代表大会全体会议、苏联部长会议和最高苏维埃主席团于1953年3月7日所作的决议指出：
……
中央、部长会议和最高苏维埃在党和国家处于困难的时刻认为，党与政府最重要的任务就是保证不间断的正确的领导……首先要求……不准许发生任何唤散和混乱现象，以便绝对地保证我党和政府所制定的对内对外政策的顺利执行。
马林科夫担任了苏联部长会议主席，贝利亚被任命为第一副主席，兼任苏联内务部部长（内务部和国家安全部合并为一个部，称内务部），莫洛托夫、卡冈诺维奇均为部长会议副主席，莫洛托夫兼任外交部长，布尔加宁被任命为国防部部长（军事部和海军部合并为一个部），赫鲁晓夫任苏共中央第一常务书记，伏罗希洛夫任苏联最高苏维埃主席团主席。