八时在万国医院逝世，时年48岁。此前的1月11日，韩复榘在汉口出席军事会议期间被逮捕（1月24日遭到处决），1月20日何应钦访问刘湘，告知其韩遭到逮捕一事。刘湘惊恐万分之际疾病发作而死。刘湘临死前留有遗嘱：“抗战到底，始终不渝，即敌军一日不退出国境，川军则一日誓不还乡！”刘湘这一遗嘱，在川军中广为流传，以致在刘湘死后很长一段时间里，前线川军每天升旗时，官兵必同声诵读一遍，以示抗战到底的决心。刘湘死后，国民政府追赠一级上将军阶，1938年2月14日国葬于成都市郊甫澄纪念公园（现名刘湘陵园），由何应钦代