金日成是突然死亡的。在他病故前夕，还在审阅一份关于与韩国进行统一会谈的文件，阅毕在文件上签名、写上年月日。从金日成的手迹来看，字迹端端正正，毫无病重的征兆。
金日成在生命的最后一刻仍牵挂着与韩国的统一问题。为了纪念金日成，特地在离韩国最近的板门店建立了这座纪念碑。
金日成是在一生中最后一次签名之后，于翌日凌晨溘然离世。他的忌日——1994年7月8日，成为朝鲜历史上重要的日子。用朝鲜人的话来说，从这一天开始，朝鲜进入金正日时代。
6月12日，卡特从美国飞抵韩国首都汉城。美国与朝鲜没有外交关系。卡特作为美国前总统，是以私人的身份从韩国乘车越过军事分界线，前往朝鲜首都平壤。6月16日，卡特在平壤会晤金日成。
卡特的到访，使金日成陷入新一轮的忙碌之中。卡特转达了韩国方面的重要提议，邀请金日成访问汉城。这一消息使金日成非常兴奋。如果他能够成功访问汉城，这将是朝鲜半岛南北双方首脑的第一次会见，他的汉城之行将成为载入史册的破冰之旅。
在送走卡特之后，金日成召集朝鲜政务院总理姜成山等开会，讨论北南首脑会谈的方案以及相关的会谈文件，为这一重大工作做准备。他打电话给韩国政府，商定6月28日在板门店就这次北南首脑会谈举行预备会议。
紧接着，金日成下乡，到各地检查夏收工作。夏收很差，使金日成忧心忡忡，因为粮食问题一直卡着朝鲜的脖子。然而，金日成发现，各地虚报粮食产量的现象十分严重，这使金日成十分气愤。
1994年7月7日，金日成在地方视察粮食收成，后深夜返回妙香山别墅而得知自己的老战友赵明选上将去世，金日成无比悲痛，得知医生害怕承担责任而用保守疗法治疗赵明选没有及时开颅抢救，金日成无比愤怒，急火攻心，突然引发心脏病昏倒在地。此前金日成从未查出有心脏病。正因为这样，保健医生的随身医药箱里没有速效救心丸。保健医生当即请求急调直升飞机，以最快的速度把金日成送往平壤的烽火医院。朝鲜当局试图将金日成送往平壤奉化医院，但当晚遇上狂风暴雨，首架直升机在妙香山坠毁。当第二架直升机在7月8日凌晨2点赶至时，金日成的心脏停止跳动逝世，终年82岁。
后来有人指出，金日成之死与苏联共产党总书记勃列日涅夫之死相仿。勃列日涅夫就是因其三位老战友，即克格勃大将茨维贡、齐涅夫和苏军上将格鲁谢沃伊相继去世而伤心过度，导致心脏病发作丧命。
正在休养之中的金正日闻讯赶来。金日成已经撒手西去，金正日毫无思想准备，突然蒙此沉重打击，几乎不能自持。
当金日成逝世的消息发布后，朝鲜举国哀痛，全国2200万人中到平壤吊唁的达1000万人。人们为了制作花圈，平壤市的所有鲜花全部售罄，城市周围的鲜花也被采光，不得不从北京紧急空运价值20万元的鲜花到平壤。许多海外朝鲜人也赶到平壤吊唁，甚至不少韩国政界、商界要人也冲破韩国当局的禁令，经第三国到平壤锦绣山表达对金日成的哀思。
