La santé du comte de Flandre décline durant les trois années suivantes. S'il visite l'Exposition universelle de Liège en , il ne se rend pas aux cérémonies commémorant quelques semaines plus tard le anniversaire de l'indépendance de la Belgique. Il profite encore d'un séjour aux Amerois en été, suivi par un autre dans sa propriété en Suisse d'où il revient le . Contraint de s'aliter le , ses médecins diagnostiquent le 16 une « inflammation majeure des voies respiratoires ». Philippe meurt le lendemain dans son palais rue de la Régence le . C'est dès lors son fils cadet Albert qui devient l'héritier du trône. Le comte de Flandre est mort le jour des 60 ans de la comtesse qui lui survit jusqu'en 1912.