来的庆应义塾大学与东京大学的医师团体与家人都没有准备将佐藤送去医院。佐藤晕倒的原因为脑溢血。在寛子夫人的强烈要求下先在「新喜乐」观察了4天情况后，佐藤才被送去，但他本人一直处于昏迷状态，最终于6月3日死去。享年74岁。6月16日，在日本武道馆举行自大隈重信以来首次的「国民葬」。葬仪委员长为田中角荣。遗族代表为其兄・岸信介。
家庭.1926年佐藤荣作和佐藤宽子结婚，生有两子，次子佐藤信二曾为参议员。