十一月初十日，同治帝颁发上谕：
再三吁恳两宫皇太后，俯念朕躬正资调养，所有内外各衙门陈奏事件，望请披览裁定。仰荷慈怀曲体，俯允权宜办理，朕心实深感幸。将此通谕中外知之。
同治帝明确表明把最高皇权交给了两宫太后，实则是交给了慈禧。
同治帝的病在前十天，好像有所好转。
翁同龢在初十日记道：上（同治帝）今日脉气更好，见昨酉方，用枣仁、远志，少寐故也。见起居单，歇着时却不多，而饮食亦不少，（元宝汤进六碗，一昼夜九碗，又老米粥一碗。）可庆也。
此后同治帝的病便趋于恶化。
二十日，腰间肿痛作痈流脓（仍有筋挛字）。项脖臂膝皆有溃烂处。
二十三日，脉息皆弱而无力。腰间肿处两孔皆流脓（亦流腥水），而根盘甚大，内溃则不可言，意甚为难。
二十七日，看昨方，按云脉滑缓无力，惟肾愈流注，脓汁虽稍见稠，而每日流至一茶盅有余，恐伤元气云云。起坐时少，流汁极多，殊委顿也。
以后据《翁同龢日记》记载，其间曾请一位治外症的民间名医89岁的祁仲来诊治，此人是荣禄推荐的。治疗过程翁同龢记道：
（二十九日）辰正（8时）见于东暖阁，上（同治帝）拥坐榻上（枕一中官），两宫太后亦坐，命诸臣一一上前，天颜甚粹，目光炯然，痂犹有一半未落。谕今日何日？并谕及腊月应办事，枢臣奏无庸虑及。臣奏圣心宜静。上曰胸中觉热也。退至明间，太后立谕群臣，以现在流汁过多，精神委顿，问诸臣可有良法。圣虑焦劳，涕泗交下。臣因进曰，择医为上。臣荣禄曰有祁仲者，年八十九，治外证甚效，可传来诊视。太后颔之，语甚多，不悉记。退坐奏事处，有敕勿即散直。有顷传诸臣皆入，上（同治帝）侧卧，御医揭膏药挤脓，脓已半盅，色白（比昨稍稠），而气腥，漫肿一片，腰以下皆平，色微紫，视之可骇。出至明间，太后又立谕数语，继以涕泪，群臣皆莫能仰视。午初（11时许）祁仲到，命诸臣随入殿。良久，祁仲与李德立等入，半时许视毕，宣召至西暖阁问状，余等未与，恭（恭亲王奕?）、醇（醇亲王奕）两王入。（恭邸五六刻始下，医者先出。）余等既退，则问荣君如何。曰祁仲言，此痘痈发处尚非肾俞穴，（在肾俞下。）冀可治，药用十全大补汤。俄而传闻令李德立仔细请脉。祁仲方未用，存案而已。
从这一记载不难看出，慈禧对同治帝的病是很关注的。但是，名医祁仲的药方却未被慈禧采纳，说明慈禧对同治帝得的是什么病心中是有数的。以后同治帝病情愈益加重，但奏事处太监却说大有起色，这也许是同治帝的回光返照，也许是太监怕担责任而说些吉利话吧！
翁同龢还是冷静的，每日同王大臣看方，且记日记。他对用药有一定知识。十二月初二日，他记道：今日方匆匆一看，用酒连、葛根二钱也，不可解，不可解。用这种药是什么目的，他闹不明白。事实上，御医李德立、庄守和已经知道同治帝是治不好了。回天乏术，只是拖延时间而已。
同治帝终于死去了。《翁同龢日记》记道：
即入城小憩，未醒忽传急召，驰入内尚无一人也，时日方落。有顷，惇（惇亲王奕）、恭（恭亲王奕?）邸，宝（宝鋆、）、沈（沈桂芬），英桂、崇纶、文锡同入见于西暖阁，御医李德立方奏事急，余叱之曰何不用回阳汤。彼云不能，只得用麦参散。余曰即灌可也。太后哭不能词。仓猝间御医称牙关不能下矣。诸臣起立，奔东暖阁，上扶坐瞑目，臣上前遽探视，弥留矣。天惊地坼，哭号良久，时内廷王大臣有续至者，入哭而退。惨读脉案，云六脉俱脱，酉刻崩逝。
这是关于同治帝病逝的最准确的记载。
同治帝登基时脚穿的小朝靴。
同治十三年十二月初五日（1875年1月12日），同治帝死去，在位13年，死时19岁。
同治皇帝的死因分析
关于同治帝的死因，历来众说纷纭，不得其解。《清朝野史大观》记载道，同治帝在慈禧太后的淫威下，不能与端庄贤静的阿鲁特皇后款洽相亲，而是被强迫与侍郎凤秀的女儿结合，这位后来被立为慧妃的女子虽长得很漂亮，但举止十分轻佻，同治帝并不喜欢她。他因此尽失情爱之乐，于是微服出外寻花问柳，纵情淫乐。
由于清朝的官员是北京城妓院的常客，同治生怕被臣下撞见，不敢出外城，只带了一两个小太监在内城与私窑子中卖淫的女子取乐。当时，还有太监在东华门内开烟馆，藏污纳垢，导男引女，供其取乐。侍读王庆祺又进春药。同治纵情享受，时间一长，就感染上了梅毒，不治而亡。
那么同治帝为什么会得梅毒？只因为同治皇帝在位十三年，朝政一直由慈禧太后掌握。同治帝亲政以后，慈禧太后不仅在政事上对他横加干涉，特别是在同治执意重修圆明园一事上母子几乎反目成仇。慈禧太后也不允许同治皇帝和皇后亲近，同治的婚姻不由自主，不喜欢慈禧太后喜欢的富察氏，端庄华贵的阿鲁特氏成为皇后，引发出慈禧的不满，有了老婆却不能过正常的夫妻生活。由此，小皇帝越加放纵自己，做出了种种荒诞之事来反抗慈禧太后对他施加的压力。
传说中同治帝经常微服出宫，来往于酒肆、戏馆和花街柳巷，迷恋于那些春宫图和黄色书籍。野史记载着：伶人小六如、春眉，娼小凤辈，皆邀幸。同治四处寻花问柳嫖娼可见一斑。同治死于梅毒是根据翁同稣笔记和历史档案。《清宫遗闻》记载：同治皇帝经常去京城中的花街柳巷嫖娼，以至于身染梅毒。翁同稣日记中记载：脉间皆弱而无力，腰间肿处，两孔皆流脓，亦流腥水，而根盘甚大，渐流向背，外溃则口甚大，内溃则不可言，意甚为难。由此太医和御医都断定为梅毒。
虽然清朝祖制极为严格，但是作为皇帝还是有空隙可钻的。尤其是同治帝有一段时间，整天在关注重修圆明园。也许借视察圆明园工程为由，行寻欢作乐之实。
同时，他还搞同性恋。他同翰林侍读王庆祺关系暧昧，有评说：帝竟与王同卧起。《李鸿藻年谱》评道：因之宵小乘机诱惑引导，遂至日惟嬉戏游宴，耽溺男宠，日渐羸瘠，未及再祺，即以不起。与王同卧起、耽溺男宠，即是同性恋之意。王庆祺曾和同治帝同看秘戏图即春宫画，两人阅之，津津有味，旁有人亦不觉。这个王庆祺，顺天人，生长京师，世家子，美丰仪，工度曲，擅谄媚之术。初直南书房，帝爱之。至以五品官加二品衔，毓庆宫行走。宠冠同侪，无与伦比。
然而，对于这一说法，有人提出质疑，清朝宫禁之严格，皇帝不可能私自出紫禁城嫖娼，而慈禧太后对同治皇帝管教十分严格，如果同治皇帝私自出门，她是不可能不知道，不可能不阻止的。由此而出现了另一种说法，那就是同治皇帝是死于天花。
其实，民间流传同治皇帝是死于梅毒或疥疮。这种说法散见于各种野史小说中，现在因为影视剧的影响，也被人们广泛接受，以致于见于正史的说法反而少有人知道了。
其实同治皇帝死于天花。这主要来自官方的记载，包括《清穆宗实录》、恽毓鼎的《崇陵传信录》，以及曾任同治帝师傅、时任弘德殿行走的翁同龢的日记。但往往被人怀疑。清宫自康熙朝实行种痘法后，天花的传播受到了很大的抑制，怎么百年之后又有皇帝死于天花呢？
最权威的史料是当时御医记录下来的皇帝医案，这份档案上详细记录了从同治十三年（1874）十月三十日发现出痘，到同年十二月初五日驾崩，每天御医顾德立、庄守和诊断用药的全过程。其间共历时37天，每天诊视少则一二次，多则三四次。每次诊断脉案及用药方均有详细记载。
该档案载十三年十月三十日未刻首诊记录，同治皇帝已经皮肤出疹，但没有透出，又发起了高烧。到十一月初一日，开始出现天花明显症状：疹形明显，夹杂瘟痘，颗粒饱满，这还属于正常状态。此后，不断出现痘粒，并开始收浆结痂脱落。但到了十一月二十日以后，病情突然恶化，瘟痘红肿溃破，流出脓水，在腰臀间流成一片。最后，痘痂虽然都落了，但腰间已出现严重的溃孔，左右臀部烂了一个大洞，恶性感染已经到了不可收拾的地步。最后到十二月初五日酉刻，同治皇帝六脉已绝，一命呜呼。
从十月三十日发痘到十一月二十日，同治皇帝的痘情基本已得到控制，痘痂结收脱落。而此后突然又流毒继发，而部位集中腰臀，溃烂流脓，此后续发的失眠多梦、遗精尿血等并发症状与梅毒晚期颇为相似，引人联想。因此，也有人据以认为少年皇帝实患有梅毒，而天花只不过是引起他迅速死亡的一个诱因。