1901年，《辛丑條約》簽訂。李鴻章在簽字回來後大口大口地吐血——“紫黑色，有大塊”，“痰咳不支，飲食不進”，被診斷為胃血管破裂。而後病逝北京，詔贈太傅，晉封一等侯爵、諡文忠，賜白銀五千兩治喪，在其原籍和立功省建祠10處，京師祠由地方官員定期祭祀。清代漢族官員京師建祠僅此一人，享年79歲。

李鴻章作為晚清四大明臣，在晚清尤其是曾國藩去世以後發揮了國之重臣的作用，是清廷在大廈將傾之時能夠仰仗的主要人物，沒有了李鴻章，大清國也連個破帽遮顏的人都沒有了，而慈禧對此是心知肚明的，所以慈禧會傷心欲絕。

李鴻章的一生，毫不客氣地說，他就是為清朝平事而生的。先是鎮壓太平天國，捻軍，又在內憂外患中作為主要角色安撫列強，讓清朝苟延殘喘，勉強維持。當時，清朝實行閉關鎖國的政策，大臣中有李鴻章這樣的見識的已是鳳毛麟角，所以日本首相伊藤博文視其為“大清帝國中唯一有能耐可和世界列強一爭長短之人”，德國海軍大臣柯納德稱其為“東方俾斯麥”。

1901年，慈禧向八國宣戰，八國聯軍攻佔北京，慈禧西逃。是李鴻章拖著病軀站出來收拾殘局，最後討價還價，賠款從10億兩談到四億五千兩，最後代表清政府簽署了《辛丑條約》，在談判的最後階段李鴻章咳血不止，最終而亡。慈禧聽到李鴻章去世的訊息，眼淚當場就流了下來，感嘆說：“大局未定，倘有不測，再也沒有人分擔了。“慈禧的痛哭，這裡面不僅有對李鴻章的虧欠，也有對自己生死未卜的悲傷。