开成五年（840年）文宗抑郁成病，正月初四病死在大明宫中的太和殿，葬于章陵，死后谥号为元圣昭献孝皇帝。
继承人问题.太子李永死后，文宗曾立敬宗幼子陈王李成美为太子，但未行册礼就病重了，临终时托孤于宰相杨嗣复、李珏，但当权宦官仇士良、鱼弘志因太子不是自己力主所立，矫诏仍废太子为陈王，改立文宗弟颍王李瀍为皇太弟，文宗死后，二人说服李瀍逼令李成美自杀。李瀍继位，就是唐武宗。
轶事.唐文宗为庄恪太子李永选妃时，朝廷大臣的女儿们都进入了挑选名单之中，朝廷内外因此动