本土不时遭到盟军飞机轰炸，名古屋与四周城市的交通中断，无法从别处运来血液，只好由同血型的汪精卫长子汪孟晋、二女儿汪文彬、三女儿汪文悌为其父亲输血。但这也只是权宜之计，汪精卫的病情日益严重，生命只能以日来计算。汪开始为自己的后事作准备。于是，由他口授，陈璧君记录，留下了《最后之心情》的遗书。汪精卫在遗书中，极力为自己叛国投敌进行辩护，宣称自己是“曲线救国”。
11月9日上午9时，盟军出动150架轰炸机空袭名古屋，陈璧君和子女们在一声声巨响和火光中，将奄奄一息的汪精卫连人带床送进地下室。这时，日本的天气已十分寒冷，地下室又无暖气设备。盟军的轰炸从上午一直进行到下午，汪精卫在地下室里熬过了难挨的一天，又惊又吓，再加上寒气侵袭，汪精卫的病情急剧恶化。到了第二天清晨，汪的体温上升至41摄氏度，心跳每分钟128次，呼吸极为困难。日本医生虽竭力进行抢救治疗，但最终回天乏术。1944年11月10日下午4点20分，汪精卫躺在病床上最后抽搐了几下，停止了呼吸。汪精卫1935年遇刺后，医生就说过，他只能再活10年，果然应验。
被毒死于虹桥对上述汪精卫病死日本的说法，多年来一直有人质疑。上海市政协文史资料工作委员会编辑出版的《抗战风云录》中就刊有戴笠买通虹桥医院某护士，每日在汪吃的药中掺入一点玻璃粉，最终将其毒死在虹桥医院的说法。1983年9月16日，香港《广角镜》第一、二、三期刊载的霍实子著的《太平洋战争时期几桩史实的大揭露》一文中，也认为汪精卫不是病死日本，而是被国民党毒死在上海虹桥医院。
霍实子认为，1944年3月，汪精卫飞往日本治疗伤病，经日本名医小黑亲自动手术，安全地取出了子弹。此后的汪精卫不顾身体虚弱，就急忙乘飞机返回上海。随后，日本方面打了一份密电给日本驻南京的日寇转告汪精卫，请他回国后静养三个月才好起床活动。这份密电当即由国民党情报机关破译出来，送给蒋介石。
这期间，陈璧君不在上海，是因为广东出了一件大案子，需要她亲自处理。而后来证明，将陈璧君吸引到广州，是国民党的声东击西之计。
■ 1946年4月16日，陈璧君（中穿长袍者）在苏州江苏高等法院出庭，接受审判。
原来，汪伪政权成立，陈璧君的官衔是伪国民党中央监察委员会常务委员、中央政治会议委员，而实际职务，则是“广东省政治指导员”。在陈璧君的一手操纵下，成立了伪省政府。她提议由她的胞弟陈耀祖出任省主席，汪精卫怕陈耀祖年轻办事毛躁，就封陈璧君为“广东省政治指导员”，代表“中央”坐镇广东，像垂帘听政一般，大小事务都要经过陈璧君点头方才算数。
汪精卫去日本后，国民党想趁机刺杀汪精卫，但是日方防范严密，无法下手。在戴笠的策划下，搞了一个调虎离山之计，趁陈耀祖在广州文得路古玩店看货的时候，把他给暗杀了。这一招果然奏效，陈璧君急冲冲地秘密返回广东去处理后事。这期间的汪精卫由他的情人施旦料理。
关于施旦的来历，自然要提到汪精卫的风流韵事。据说汪精卫当年虽然和陈璧君结了婚，但是并不爱陈璧君，而爱的是同在日本留学的方君瑛。
陈璧君小名叫“肥环”，身子肥胖，相貌平平，她出身富豪，从小娇生惯养，性格孤傲任性。方君瑛身材苗条，相貌出众，性格文静温柔，是个典型的贤内助。但是陈璧君先下手为强，方君瑛虽然也深深爱着汪精卫，却晚了一步，只好矢志不嫁，做汪精卫“精神上的妻子”。为此，陈璧君时常和汪精卫吵闹。有一次陈璧君居然当众羞辱了方君瑛。方君瑛气恼之下，竟以一死而明志，汪精卫十分伤心。
蒋汪合作以后，汪精卫出任行政院院长。有一天，他在日本留学时代的老同学曾醒家遇见一位长得和方君瑛十分相似的女士，此人姓施名旦，已经结婚，丈夫是曾仲鸣的随员。汪精卫对她一见钟情，施旦也喜欢汪精卫的风流潇洒，两人一拍即合。但是，不久抗战爆发，施旦随丈夫去了内地。
■ 汪伪政权的“外交部”
汪精卫投敌以后，施旦也从内地来到南京，告诉汪精卫：她已经和丈夫离婚。这时候陈璧君长住广州，不在南京，汪精卫即任命她当自己的秘书，从此可以公开出入公私官邸。从那以后，汪精卫的一切起居饮食，就都由施旦照顾。
1944年3月，汪精卫在陈璧君及子女的护送下，乘专机赴日本。行前，汪精卫希望施旦作为护理人员一起赴日，但是日本方面认为施旦名不正言不顺，不同意施旦随行。在日本治疗期间，汪精卫的生活主要由陈璧君照料。陈璧君自小娇生惯养，自己都要靠别人照料，怎么会照料别人？她身体肥胖，特别怕热，不顾汪精卫病重怕风，经常门窗大开。汪精卫病榻寂寞，日夜想念施旦。
陈璧君秘密返回广东后，独居日本的汪精卫更加思念起施旦来，坚持也要返回中国。在周佛海的安排下，汪精卫终于秘密返回上海，并把施旦弄来专门护理。为造成汪精卫“仍在日本治疗”的假象，他的子女们暂时仍住日本，并经常在公开场合露面。
当时陈璧君还在广州，汪精卫一到上海，就用中文密电打到广州德政北路陈璧君的寓所，告知他已经返回上海。陈璧君也用密码回电给汪，要他千万别公开露面，必须改名换姓，住进上海虹桥医院，一切等待她到沪后安排。这两份密电，都被重庆国民党中央军委会特种技术研究室中文组截获并破译，送交蒋介石。蒋介石觉得汪精卫既然秘密返沪，又是住在医院里，防卫一定不如以前严密，就命令戴笠趁机暗杀。
戴笠派人潜入虹桥医院，买通医生、护士，每次给汪送药的时候，秘密掺进适量无色无味的慢性毒药，汪精卫终于毒发死去。
这一突然的变化，也使日本方面措手不及。经过斟酌，直到选定陈公博继任南京伪国民政府主席之后，又把“移尸”的细节作了妥当的安排，通知陈璧君急速赶到日本充当演员，这才在11月12日由南京伪国民政府成立一个“丧典委员会”，发出讣告，并于当天由专机“海鹣”号将“灵柩”从日本空运到南京。用不着多说，从日本空运来的，当然是一具空棺。在礼堂接受吊唁时的尸体，才是真的。
汪精卫生前死后，施旦一直都在他的身边护理、守灵。开吊以后，改由陈璧君守灵。那一段时间，陈璧君知道汪精卫一死，即便伪政权还能存在，也不会有她的好日子过，因此脾气十分暴躁，动辄发火。施旦趁她离开灵堂的时候，也曾经身着丧服到灵前最后祭奠了一番。为躲避陈璧君的谋害，她没有参加送葬的行列，就带上汪精卫生前的物品及送给她的财物，更名改姓，到香港定居，还将汪精卫的衣物做了一个“衣冠冢”，终生守墓，没再嫁人。
日军的试验品关于汪精卫之死，多年来一直众说纷纭，除了以上两种说法以外，还有一种说法流传甚广，那就是汪精卫是被日本人杀死的。
■ 伪国民政府主席任上的汪精卫
1944年3月，帝国大学附属医院著名内外科大夫经过紧急会诊，认为汪精卫主要是铅毒入
骨导致病变。第一外科部上野博士立即决定进行第二次开刀，做削骨去毒手术，由年轻的副手龟田良宏负责具体手术。龟田大夫早年出生于中国，曾在天津上过两年中学。“七七”事变后，他随父母返回日本，在仙台攻读医学，后来征召在帝大医院任外科医师。他的未婚妻小笠顺子也在该院当护士。在制订手术方案过程中，上野博士建议去掉一节胸椎骨，并同时从病人的骨骼上锯下一块骨头来，仿制成胸椎骨移植上去，以消除原来的病骨对神经的压迫。而另一名骨科大夫黑田久雄则提出了第二方案，主张削骨去毒手术后任其自然愈合，而不必植入仿制的胸椎骨。结果，黑田久雄的方案因为对病人风险太大而被上野博士和龟田大夫否决。
但在进行手术前的半小时，院方突然通知：此番对汪精卫的手术必须照第二方案进行。龟田无奈，只好执行。手术就在当天午夜进行。打开背腔后，他发现汪精卫受铅毒感染的三节胸椎骨已经变形，骨膜发炎溃烂，并严重压迫神经。
一星期后，经拍照检查，汪精卫削骨处非但没能自然愈合，反而已经萎缩，但要重做“植骨”手术已经不可能了。龟田大夫不明白，院方为什么临时改变方案，硬要对一个过了60岁的人做“自然愈合”的试验性疗法呢？他带着这个疑问，几次三番地问了他的未婚妻小笠顺子。原来，小笠顺子的父亲是日本军部情报处的一名要员，所有机密情报，他都有副本留在手头。顺子在情人的再三恳求下，终于亮出了一份“军部指令”。龟田接过一看，见上面写着：
上野博士：
陆军117部渡边大佐，因早年枪创复发，患胸椎骨铅毒症，现住东京皇室医院，欲转去你院做自然愈合疗法。为确保削骨去毒手术的成功，限你们于一二天内，先做一名病理试验，无论何人，均可列为试验对象。注意，这是军部和首相府的最新指令。
看到这里，龟田完全明白了，原来汪精卫也被列为日军手下的试验品，院方当然想在他的三节胸椎骨上捞一点“自然愈合”的效验。但事与愿违，尽管服了大量的激素和钙片，收效却甚微。半月后，经第二次X光透视，那三节做过削骨手术的胸椎骨仍在继续变形。汪精卫的背肩部疼痛重又加剧起来，且元气散尽，彻夜呻吟，只好苟延残喘，挣扎等死了。
此时，陈璧君虽一起跟到日本，但日方以“加强护理”为名，将陈璧君及其子女安排在离医院较远的西山宾馆里。待汪精卫病势严重之后，院方干脆谢绝了陈璧君的探望。陈�