回到北京，在中国医生的建议下接受进一步治疗。
去世及葬礼.2012年1月，西哈努克发出一封信，表示希望在他去世后被火化，将骨灰葬于金瓮中。几个月后，他表示由于疲劳，不会从北京回国过90岁生日。2012年10月15日，西哈努克在北京时间凌晨2:20（柬埔寨标准时间凌晨1:20）因心脏病于北京去世，当天适逢柬埔寨最重要的节日之一亡人节。消息突然传出后，西哈莫尼国王、洪森首相及其他政府官员飞往北京道别。同日，中共中央总书记、国家主席胡锦涛、前中共中央总书记江泽民、全国人大常委会委员长吴邦