光绪三十四年十月二十一日(1908年11月14日)傍晚，一生抑郁的光绪皇帝驾崩于中南海瀛台含元殿。翌日，慈禧太后也撒手而逝。这一对母子的恩怨情仇就这样结束了，在不到20个小时之内，大清朝的两位最高领袖相继去世，留下了一个航向未定的帝国。
关于光绪皇帝之死，历来聚讼不休、传说纷纭，毒死说甚为流行，太后、袁世凯、李莲英、崔玉贵，甚至奕劻都是犯罪嫌疑人。当时从北京发往伦敦《泰晤士报》的一则消息说，“大清国慈禧皇太后已于今天去世。大清国皇帝陛下刚刚于周六去世，他们两人死亡时间离得如此之近，不由使人疑窦。人们怀疑这件事情的背后可能有谋杀”。
2003年，中央电视台清史纪录片摄制组、清西陵文物管理处、中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所二九室和北京市公安局法医检验鉴定中心四个单位的相关人员，组成了“清光绪帝死因”专题研究课题组。该课题在研究过程中，作为《国家清史纂修工程重大学术问题研究专项课题(清光绪帝死因研究)》正式立项。历经三年时间，在对光绪皇帝遗骨、头发、衣物的科学鉴定基础上，最终得出了光绪帝体内砷含量严重超标的结论，这意味着光绪帝很可能死于砒霜中毒。凶手是谁？至今难成定瓛。
根据清宫医疗档案的记载，太后是死于突发性痢疾。据有关资料记载，慈禧七十三岁寿宴那天，宫里请了京内最好的厨师，准备了一百多道菜肴。慈禧特别高兴，先饮了几杯白酒，然后又吃了不少菜。第二天，慈禧即感腹痛，大便次数明显增加，每天达几十次，并带有脓血。一星期后，她变得骨瘦如柴，虽然请了太医切脉诊治，但病情并无好转;又过了一个星期以后，她甚至昏迷不醒，不久就命归黄泉。
从上述材料看，慈禧太后从发病到病故是有一个过程的，而在这个过程，太后是有机会安排身后政治格局的。在最后一周的人事安排过程中，久掌枢廷的庆王奕劻却被支出了京城，被派往遵化东陵查看太后陵寝工程，这一点是耐人寻味的，这意味着太后并不信任奕劻。除此之外，袁世凯亲信部将段祺瑞的北洋第六镇也被调出北京，换防的是满洲人铁良的北洋第一镇，此人早年与袁世凯并列为荣禄门下将才。
太后在临终之前为何会对奕劻和袁世凯如此防范呢？原来当时的北京城流传一个传言，说袁世凯将在太后驾崩之后，发动政变，干掉皇帝，拥立庆王之子载振为帝。这个传言毫无根据，袁世凯和奕劻弄权可以，但改朝换代，他们没有能力和胆量。太后是谨慎的，她可能信了这个流言。
1908年的冬天，光绪皇上的身体似乎越来越不好了，接班的人选成为太后必须要考虑的问题。慈禧太后把目光再次投向醇亲王府，不久，太后下旨将醇王载沣三岁的儿子溥仪接进宫中教养，这是立皇储的节奏。光绪皇帝驾崩当日，溥仪就顺理成章地继承了大统，改元宣统。从宗法角度而言，溥仪是过继给同治帝载淳，同时兼承光绪帝之祧，一人祧两房，尊慈禧太后为太皇太后。是日，慈禧太后亦驾崩。慈禧太后选中溥仪其实选中的是醇王载沣，溥仪乃一冲龄幼童，他继承大统，即是其父载沣执掌国柄。根据太后临终之前的安排，载沣成为监国摄政王。载沣是大清历史上第二位摄政王，前任是多尔衮。载沣并不是一个醉心于权力的人，在得知自己成为帝国摄政王的时候，他竟然在日记中写下：“叩辞至再，未邀俞允，··…万分无法，不敢再辞。” 那么，太后又为何会选中载沣作为权力继承人呢？因为载沣有着别人难以企及的优势。
长久以来，光绪皇帝体弱多病，久无子嗣，故而帝位继承者只能从近支宗室中择贤而立，这几乎已成庚子以后宫廷共识。由于同治、光绪二帝皆无子，咸丰皇帝也仅有同治帝一个儿子，所以未来的皇嗣只能从道光帝的曾孙辈中挑选。道光皇帝共有9个儿子，四皇子即为咸丰皇帝，另有两个儿子年幼时夭折。惇亲王奕琮之子载漪成了庚子祸首，九皇子孚郡王奕譓的后人贝勒载澍因罪被革，他们的后人都不可能成为皇嗣候选人。八皇子钟郡王奕詥这一系到了光绪末年，还没有溥字辈的孩子出生。
所以，能够进入皇嗣选拔赛的人只有道光帝长子隐志郡王奕纬、恭亲王奕、醇亲王奕譞这三支的孙子辈了，即奕纬之嗣孙溥伦、奕之孙溥伟、奕譞之孙溥仪和溥杰。依照中国立嗣传统，“其法择胞兄弟之子以为嗣，次则择从兄弟之子。”对于光绪皇帝而言，只有溥仪、溥杰是胞兄弟之子，自己的亲侄子;溥伟是从兄弟之子，也就是堂兄弟的儿子;溥伦从血缘上讲连从兄弟之子都算不上，隐志郡王奕纬死的时候并无子嗣，溥伦是过继的孙子，并不是道光皇帝嫡系曾孙，自然没有什么优势。
如此一来，作为醇王载沣的长子，溥仪是最有优势的。早在1905年，西方在华外交官就对大清未来继承者做了极为精准的预测，他们认为“如果醇亲王意外地有一个儿子，他就一定是继承人。”安排溥仪继位，也就是安排载沣掌权，这是慈禧太后的决策，但倘若是光绪皇帝自己做主，必然也会做这样的安排。
在纷争复杂的大清政局中，载沣又是一个各方都可能会接受的人。
载沣是光绪皇帝的亲弟弟，这种身份会唤起朝廷内部帝党势力的记忆，年轻的摄政王会成为先帝光绪的事业继承者。载沣的嫡福晋瓜尔佳氏系出名门，乃是太后重臣荣禄的女儿，作为后党中流砥柱的女婿，载沣也会得到后党官僚的认同。太后的这种安排，很可能是希望调和帝后两党的矛盾，弥合从前的伤痛。