1864年3月，天京合围后，城内粮食不足，洪秀全带头吃“甜露”(草团)充饥，因而致病。1864年6月1日(同治三年四月二十七日)，洪秀全病逝天京，清军在城陷后将他的遗体毁掉。
李秀成是太平天国后期的主要将领，洪秀全去世时，他在天京主持天京保卫战，对天王府的情况当有较确切的了解。曾国藩刊刻的《李秀成自述》中，言及洪秀全之死：“天王(洪秀全)斯时焦急，日日烦躁，即以四月二十七日服毒而亡。”其后半部分中说：“天王之自杀，更令全局混乱。”太平天国的对手、曾国藩在一八六四年六月二十三日(7.26)的奏稿中说：“首逆洪秀全实系本年五月间，官军猛攻时，服毒而死。”同年七月初七日又奏称：“有伪宫婢者，系黄姓女子，即手埋逆尸者也，臣亲加讯问。据供，洪秀全生前，经年不见臣僚，四月二十七日因官军急攻，服毒身死，秘不发丧。而城里群贼，城外官兵，宣传已遍，十余日始行宣布。”
根据上述资料，大多史家认为洪秀全系“服毒自杀”。郭廷以说洪秀全之死，“以服毒说为近真”;简又文在《太平天国全史》中指出，洪秀全自杀是“事实”;罗尔纲《太平天国史稿》根据《李秀成自述》内容，认为洪秀全“四月十九日(天历，即1864.6.1)服毒逝世”。但当时的学者对洪秀全自杀说，已有一定程度的怀疑。