庆搭车出行时，与美军士兵驾驶的货车会车，几乎擦撞，司机为了闪躲货车，让车撞上了一棵路树，林森脑部受创，引发脑溢血。8月1日逝世，享年76岁，安葬于重庆林园。1944年8月11日，国民政府令改福建省闽侯县为林森县，以纪念故国民政府主席林森。林森曾游览福建省连江县的青芝山，并对当地景色为之着迷，故自号青芝老人，生前他在青芝山建有骨塔，期望死后葬在青芝山旁。但该骨塔在「文化大革命」期间被恶意破坏，直到1979年才得以修复。另外，广州黄花岗七十二烈士墓内有林森的手植树。
以林森命名的