Stalins hälsa försämrades mot slutet av andra världskriget. Han led av åderförkalkning till följd av kraftig rökning, en mild stroke vid tiden för segern Parade (maj 1945) och en allvarlig hjärtattack i oktober 1945.
De sista tre dagarna av Stalins liv har beskrivits i detalj, först i de officiella sovjetiska tillkännagivandena i Pravda och sedan i en fullständig engelsk översättning som följde kort därefter i den aktuella sammandragningen av Soviet Press. Som beskrivs av Volkogonov, den 28 februari 1953, samlades Stalin och ett litet antal av hans inre cirkel, bestående av Malenkov, Molotov, Beria och Khrushchev och några andra för en kväll med underhållning och drickande. Gästerna spridda sig ut klockan 4:00 den 1 mars och Stalin drog sig tillbaka till sina privata kvarter med strikta instruktioner om att han inte skulle störas förrän ljud hördes som tyder på att han hade vaknat. Tiden gick och inga ljud hördes hela dagen. Klockan 23:00 den 1 mars gick hans hushållerska försiktigt in i sitt rum och hittade honom liggande på golvet med sina pyjamasbyxor och en skjorta. Han var medvetslös, andades tungt, inkontinent och svarade inte på försök att väcka honom. Beria anropades och diskuterade, när han såg honom, det faktum att han var medvetslös och tillskrev detta alkoholkonsumtion och avgick.
Kl. 07.00 den 2 mars var Beria och en grupp medicinska experter kallades för att undersöka honom. Baserat på deras undersökning, som avslöjade ett blodtryck på 190/110 och en högersidig hemiplegi, drog de slutsatsen att Stalin, som hade en känd historia av okontrollerad högt blodtryck, hade drabbats av en hemorragisk stroke som involverade den vänstra mellersta hjärnartären. Under de kommande två dagarna fick han en mängd olika behandlingar; och i ett försök att sänka hans blodtryck, som hade stigit till 210/120, applicerades två separata applikationer av åtta blodiglar vardera på hans hals och ansikte under de närmaste två dagarna. Men hans tillstånd fortsatte att försämras och han dog vid 21:50. den 5 mars 1953. Därefter fördes hans kropp till en ospecificerad plats och en obduktion utfördes, varefter den balsamerades för allmän visning. Försök att hitta den ursprungliga obduktionsrapporten har varit framgångsrika fram till nyligen, men de viktigaste resultaten rapporterades i en speciell bulletin i Pravda den 7 mars 1953 enligt följande:
”Patologisk-anatomisk undersökning av JV Stalins kropp”
”Patologisk undersökning avslöjade en stor blödning, lokaliserad till området för subkortikala centra på vänster hjärnhalva. Denna blödning förstörde viktiga områden i hjärnan och resulterade i irreversibla förändringar i andningen och cirkulationen. Förutom hjärnblödningen fanns det signifikant hypertrofi av vänster kammare (i hjärtat), många blödningar i hjärtmuskeln, i magen och tarmslemhinnan, aterosklerotiska förändringar i kärlen, mer framträdande i hjärnartärerna. Dessa är resultatet av högt blodtryck. Resultaten av den patologiska undersökningen avslöjade det irreversibla charac ter av J.V. Stalins sjukdom från ögonblicket av hjärnblödning. Därför kunde inte alla behandlingsförsök leda till ett gynnsamt resultat och förhindra ett dödligt slut. ” , på vilken misstankar föll för att han påstod att han sade till Molotov ”Jag tog ut honom” vid ett tillfälle, och hans till synes uppsåtliga försening med att få medicinsk behandling för Stalin, var de fysiska förändringar som sågs under obduktion överensstämmer med extracraniala förändringar som ofta uppträder hos strokeoffer. Lavrenti Berias son, Sergio Beria, berättade senare att hans mamma Nina efter Stalins död meddelade sin man att ”Din position nu är ännu mer osäker än när Stalin levde.” Detta visade sig vara korrekt, flera månader senare , i juni 1953 arresterades Beria och anklagades för en rad olika brott men, i betydelse, inget som rör Stalins död. Därefter avrättades han på order av sina tidigare politbyråkollegor, men det finns motstridiga berättelser om när och var detta inträffade.