1963年9月下旬，罗荣桓因为病情严重再一次住进了北京医院。这一次比起前几次，病情更加恶劣了，不仅血压不稳和心脏不好，就连肾脏也出现了问题，身体机能直线下降。面对病魔的侵蚀，罗荣桓意识到自己可能时日无多了。
进入12月之后，罗荣桓的病情更为恶化。毛主席得知后，一直对他的病情非常关切，下达指示让医院一定要大力组织抢救。医院在为罗荣桓检查过身体后，发现急需要为其输血，才可以延长寿命。
得知罗荣桓需要输血治疗，总参和总政许多健壮的小伙子军官纷纷自愿来到北京医院，表示愿意为首长输血。得知同志们对自己这样的帮助和关怀，罗荣桓也感觉到很是荣幸和感动。只可惜，他没办法再多做些工作，回报党和人民了。
下午，罗荣桓清醒了过来。看到孩子们和妻子守候在自己的身边，罗荣桓抬手示意孩子们上前来，接着，罗荣桓和孩子们说道：
“爸爸只给你们留一句话——坚信共产主义这一伟大整理，永远干革命。”
听到爸爸说这样的话，孩子们纷纷落下了眼泪。等叮嘱完孩子们后，罗荣桓又把妻子林月琴喊来身边，温柔的拉着林月琴的手。对于这位和自己并肩作战一生的亲人，罗荣桓没有很多的话留给妻子。只是叮嘱妻子：
“等我死后，分给我的房子不要再住了，搬到一般的房子去。”
听到丈夫的话，林月琴点点头。他知道丈夫一生对待自己对待家人都不喜欢搞特殊。她答应了丈夫这个要求。她和孩子们一定继续跟着党走，不忘他的教导和叮嘱，一定继续艰苦朴素的奋斗，不依赖任何人。
1963年12月16日，罗荣桓因病逝世，心脏永远停止了跳动。陪伴着罗荣桓走完最后一程的，除了他的妻子和孩子，还有他的战友贺龙贺老总、张爱萍、甘泗淇、梁必业等人。罗荣桓的一生，忠于革命忠于党，毫无遗憾。
逝世的当天晚上，毛主席在中南海颐年堂会议室召开工作会议，听取聂荣臻汇报十年科学技术规划。在开会之前，毛主席提议与会的众人全部起立，大家一起为逝世的罗荣桓同志默哀。在毛主席的提议下，众人在开会前为罗荣桓默哀几分钟。
结束后，毛主席开始讲述起来自己所熟识的罗荣桓。罗荣桓一生对敌人狠，对自己的同志好，有什么都是当面说，从来不背地里议论人，一生始终如一。纵观罗荣桓的一生，他对党的团结起了很大的作用。党和人民是不会忘记罗荣桓的。
出席这次会议的，还有罗瑞卿同志。在会议结束后，罗瑞卿特意叮嘱夫人郝治平联系一下罗荣桓同志的夫人林月琴，劝她节哀，千万要保重身体。林月琴接到战友的电话后，也非常感动，她感谢大家对她们一家的关心。
毛主席也是如此，在罗荣桓逝世几天后夜不能寐，思来想去，毛主席决定为罗荣桓写一首悼诗，其中有两句是这样的“君今不幸离人世，国有疑难可问谁”，这两句诗，足可见毛主席对罗荣桓的追思和哀悼。
