樊城之圍解除以後，曹操鬆了一口氣，從前方回到洛陽。但是，由於長期的軍旅生活緊張疲勞，舊病反複發作，請醫服藥，都不見效。
一天夜裏，他突然感到全身不適，頭痛得特別厲害。他想起了名醫華佗，但前幾年已被自己殺了，此時後悔已晚。第二天早晨，他喝了點小米粥，出了些虛汗，又服了當歸湯，仍不見效。到了第三天，便感到身體支持不住了。他召心腹大臣曹洪、賈翊、華歆、陳群、司馬懿等來到榻前，對他們說：
“我在軍中依法辦理是對的，至於小發怒，大過失你們都不應當學……”
“大王一生以法治軍，說不上有什麼大過失。望大王靜心養病，別的不必憂慮……”華歆在一旁輕聲說。
“不，我看來是不行了。”曹操繼續說道。“現在天下還沒有安定，不能遵照古代喪葬的製度。我有頭痛病，很早就戴上了頭巾，我死後，穿的戴的就像活時一樣。文武百官來殿中吊唁的，隻要哭幾聲就算了，安葬以後，便脫掉哀服，那些駐防各地的將士，都不要離開崗位，官史們都要各守職責。我死後就埋葬在鄴城西麵的山崗上，跟西門豹的祠堂靠近，不要用金玉珍寶陪葬……”
說到這裏，卞氏和一群婢妾、歌舞伎人一邊抽泣，一邊跪在曹操榻前。曹操看了看她們，斷斷續續地對左右大臣說。
“她們都很勤勞，我死後，要把她們安置在銅雀台，好好對待她們。”然後又對妻妾們說道：“你們要在銅雀台的中央安放一個六尺長的床，掛上靈幔，供上祭物，每月初一、十五，你們應向靈帳歌舞。平時，你們要常常登上銅雀台，看望我的陵墓。”然後，又對卞夫人說：“我遺下的熏香可以分給各房夫人，不要用香來祭祀。各房的人沒事做，可以讓她們學著紡織絲帶和做鞋子賣，還有那4隻箱子……”
說到這裏，曹操忽然呼吸急促起來，卞夫人要他別再說話。她知道曹操這一生主張節儉，有時衣服、蚊帳破了，不準換新的，而要縫補了再用；坐墊的茵褥，隻要它溫暖，從不鑲邊和繡花，他的姬妾都不準穿著錦繡。曹植妻子就因為穿了繡衣，被他知道，勒令把她退回娘家，並逼她自殺。她生前僅做了送終的四季衣服，盛在4隻箱子裏，箱子上分別標上了春夏秋冬的字樣。卞夫人問，是不是還要做些衣服，曹操掙紮著說道：
“不用了，隻要那4隻箱子即可，其他一概不要放。我曆年做官所得的各種授帶，以及一些衣服，都放在府庫裏，如果留著沒用，可以讓孩子們分掉……”
說到這裏，曹操就再也不開口了。
此時為公元220年，建安二十五年，正月二十三日。曹操死時，年66歲。
曹操死後，曹丕繼承父親為魏王，丞相，尊父親為魏武王，母後卞氏為王太後。十月，曹丕便廢掉了漢獻帝，正式稱魏文帝，追尊他父親為武皇帝。