Stalins helbred forværredes mod slutningen af 2. verdenskrig. Han led af åreforkalkning som følge af kraftig rygning, et mildt slagtilfælde omkring sejren. Parade (maj 1945) og et alvorligt hjerteanfald i oktober 1945.
De sidste tre dage af Stalins liv er beskrevet detaljeret, først i de officielle sovjetiske meddelelser i Pravda og derefter i en komplet engelsk oversættelse, der fulgte kort derefter i den aktuelle fordøjelse af den sovjetiske presse. Som beskrevet af Volkogonov, den 28. februar 1953, samlet Stalin og et lille antal af hans indre cirkel, bestående af Malenkov, Molotov, Beria og Khrushchev og et par andre sammen til en aften med underholdning og drikke. Gæsterne spredte sig kl. 4:00 den 1. marts, og Stalin trak sig tilbage til sine private kvarterer med strenge instrukser om, at han ikke skulle forstyrres, før der blev hørt lyde, der tyder på, at han var vågnet. Tiden gik, og der blev ikke hørt nogen lyde hele dagen. Omkring kl. 23:00 den 1. marts kom hans husholderske forsigtigt ind i sit værelse og fandt ham liggende på gulvet iført sine pyjamabukser og en skjorte. Han var bevidstløs, trak vejret tungt, inkontinent og reagerede ikke på forsøg på at vække ham. Beria blev kaldt og da han så ham, diskonterede han det faktum, at han var bevidstløs og tilskrev dette alkoholforbrug, og rejste.
Kl. 7.00 den 2. marts var Beria og en gruppe medicinske eksperter indkaldt til at undersøge ham. Baseret på deres undersøgelse, som afslørede et blodtryk på 190/110 og en højresidet hemiplegi, konkluderede de, at Stalin, der havde en kendt historie med ukontrolleret hypertension, havde fået et blødende slagtilfælde, der involverede den venstre midterste hjernearterie. I løbet af de næste to dage modtog han en række forskellige behandlinger; og i et forsøg på at sænke hans blodtryk, der var steget til 210/120, blev der påført to separate applikationer af otte igler hver på hans hals og ansigt i løbet af de næste to dage. Hans tilstand fortsatte imidlertid med at blive forværret, og han døde kl. den 5. marts 1953. Hans krop blev derefter ført til et uspecificeret sted, og en obduktion blev udført, hvorefter den blev balsameret til offentlig visning. Forsøg på at finde den oprindelige obduktionsrapport har indtil for nylig været mislykket, men de vigtigste fund blev rapporteret i en særlig bulletin i Pravda den 7. marts 1953 som følger:
“Patologisk-anatomisk undersøgelse af JV Stalins krop”
“Patologisk undersøgelse afsløret en stor blødning, lokaliseret til området af subkortikale centre i venstre hjernehalvdel. Denne blødning ødelagde vigtige områder af hjernen og resulterede i irreversible ændringer i åndedrættet og cirkulationen. Ud over hjerneblødningen blev der fundet signifikant hypertrofi af venstre hjertekammer (i hjertet), adskillige blødninger i myokardiet, i maven og tarmslimhinden, aterosklerotiske ændringer i karene, mere fremtrædende i hjernearterierne. Disse er resultatet af hypertension. Resultaterne af den patologiske undersøgelse afslørede den irreversible charac ter af J.V. Stalins sygdom fra øjeblikket med hjerneblødning. Derfor kunne alle behandlingsforsøg ikke have ført til et gunstigt resultat og forhindret en dødelig afslutning. “
Som opsummeret ovenfor snarere end at foreslå et plot af Beria , på hvem mistanke faldt for hans påståede fortælling til Molotov “Jeg tog ham ud” på et tidspunkt, og hans tilsyneladende forsætlige forsinkelse med at få medicinsk behandling for Stalin, var de fysiske ændringer, der blev set under obduktion, i overensstemmelse med ekstrakraniale ændringer, der ofte forekommer hos slagtilfælde. Lavrenti Berias søn, Sergio Beria, fortalte senere, at hans mor Nina efter Stalins død meddelte sin mand, at ”Din position nu er endnu mere usikker end da Stalin levede.” Dette viste sig at være korrekt; flere måneder senere , i juni 1953, blev Beria arresteret og anklaget for en række forbrydelser, men i det væsentlige ingen, der vedrørte Stalins død. Han blev derefter henrettet på ordre fra sine tidligere politbureau-kolleger, men der er konflikthistorier om, hvornår og hvor dette skete.