仅二十四岁（虚岁）的霍去病忽然身亡，对于霍去病的死因，史记和汉书都没有详细的纪录，史记：「元狩六年而卒」，汉书：「元狩六年薨」。但从其弟霍光的奏章：「臣兄骠骑将军去病从军有功，病死，赐谥景桓侯」，提及是「病死」 。武帝很悲伤，调遣边境五郡的铁甲军，从长安到茂陵排列成阵，给霍去病修的坟墓外形像祁连山的样子，把勇武与扩地两个原则加以合并，追谥为景桓侯。霍去病的墓至今仍然矗立在茂陵东北，墓前的马踏匈奴的石像，象征着他为国家立下的不朽功勋。
家族.霍去病的姨母是汉武帝的皇后卫子夫，舅舅