Известие о болезни Льва Тол­стого вызвало сильный переполох как в высших кругах, так и среди членов святейшего Синода. О состоянии его здоровья и положении дел систематически направлялись шифрованные телеграммы министерству внутренних дел и Московскому жандармскому управлению железных дорог. Было созвано экстренное тайное заседание Синода, на котором, по инициативе обер-прокурора Лукьянова был поставлен вопрос об отношении церкви на случай печального исхода болезни Льва Николаевича. Но вопрос положительно так и не был решён.

Льва Николаевича пыталось спасти шестеро врачей, но на их предложения помочь он лишь ответил: «Бог всё устроит». Когда же его спросили, чего ему самому хочется, он сказал: «Мне хочется, чтобы мне никто не надоедал». Последними осмысленными его словам, которые он произнёс за несколько часов до смерти старшему сыну, которые тому от волнения не удалось разобрать, но которые слышал врач Маковицкий: «Серёжа… истину… я люблю много, я люблю всех…».

7 (20) ноября в 6 часов 5 минут после недели тяжёлой и мучительной болезни (задыхался) Лев Николаевич Толстой умер, в доме начальника станции И. И. Озолина.

Когда Л. Н. Толстой приезжал в Оптину пустынь перед смертью, игуменом монастыря и скитоначальником был старец Варсонофий. Толстой не решился зайти в скит, и старец поехал за ним на станцию Астапово, чтоб дать ему возможность примириться с Церковью. Но его не пустили к писателю, как не пустили к нему и некоторых из его ближайших родственников из числа православных верующих.

9 ноября 1910 года в Ясной Поляне собралось несколько тысяч человек на похороны Льва Толстого. Среди собравшихся были друзья писателя и поклонники его творчества, местные крестьяне и московские студенты, а также представители государственных органов и местные полицейские, направленные в Ясную Поляну властями, которые опасались, что церемония прощания с Толстым может сопровождаться противоправительственными заявлениями, а, возможно, что даже выльется в демонстрацию. Кроме того — в России это были первые публичные похороны знаменитого человека, которые должны были пройти не по православному обряду (без священников и молитв, без свечей и икон), как пожелал сам Толстой. Церемония прошла мирно, что было отмечено в полицейских рапортах. Провожающие, соблюдая полный порядок, с тихим пением проводили от станции до усадьбы гроб Толстого. Люди выстроились в очередь, молча входили в комнату для прощания c телом.

В этот же день в газетах была опубликована резолюция Николая II на докладе министра внутренних дел о кончине Льва Николаевича Толстого: «Душевно сожалею о кончине великого писателя, воплотившего во время расцвета своего дарования в творениях своих образы одной из славных годин русской жизни. Господь Бог да будет ему милосердный судья».

10 (23) ноября 1910 года Л. Н. Толстой был похоронен в Ясной Поляне, на краю оврага в лесу, где в детстве он вместе с братом искал «зелёную палочку», хранившую «секрет», как сделать всех людей счастливыми. Когда гроб с покойным опускали в могилу, все присутствующие благоговейно преклонили колени.

В январе 1913 года было опубликовано письмо графини С. А. Толстой от 22 декабря 1912 года, в котором она подтверждала известия в печати о том, что на могиле её супруга было совершено его отпевание неким священником в её присутствии, при этом она опровергала слухи о том, что священник был ненастоящим. В частности графиня писала: «Заявляю ещё, что Лев Николаевич ни разу перед смертью не выразил желания не быть отпетым, а раньше писал в своём дневнике 1895 г., как бы завещание: „Если можно, то (хоронить) без священников и отпевания. Но если это будет неприятно тем, кто будет хоронить, то пускай хоронят, как обыкновенно, но как можно подешевле и попроще“». Священником, добровольно пожелавшим нарушить волю Святейшего синода и тайно отпеть отлучённого графа, оказался Григорий Леонтьевич Калиновский, — священник села Иванькова Переяславского уезда Полтавской губернии. Вскоре он был отрешён от должности, но не за противозаконное отпевание Толстого, а «ввиду того, что он находится под следствием за убийство в нетрезвом виде крестьянина <…>, причём означенный священник Калиновский поведения и нравственных качеств довольно неодобрительных, то есть горький пьяница и способный на всякие грязные дела», — как сообщалось в агентурных жандармских сводках