1908年七月的一個傍晚，天色漸暗，一位名叫趙士敬的士人與朋友吃完飯後在一起談天說地，突然窗外有大光亮，同時還伴有隆隆霍霍的響聲，似雷非雷，似鳥飛鳥。趙士敬等人急忙出屋觀看，只見一顆大流星從西北掠過，聲如巨雷，尾長數十丈，光芒耀眼，速度很慢，在嗶嗶啵啵的爆裂聲中，最後飛向東南方向隕落。目睹者議論紛紛，有人說這是紫微星墮落，恐怕這年要出大事了……
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流星之事，記於時人筆記《十葉野乘》。果不其然，當年十月二十一日(1908年11月14日)晚，年僅38歲的光緒皇帝在中南海瀛臺涵元殿黯然離開人世。那天早晨，御醫周景燾曾入內看脈，據他所說，當時看見“光緒仰臥在牀上，瞪目指口，大概是想吃東西，而那時身邊一個太監都沒有。就連寢宮裏的器皿，也都被太監們盜竊殆盡，只剩下一個玉鼎”。頗爲悽慘的是，光緒臨終前沒有一名親屬或大臣在身旁，等被人發現時，早已死去多時了。
據《清光緒外傳》中說，十月初十是慈禧太后的生日，身體虛弱的光緒前去賀壽，進門前，有值班的太監窺見光緒扶着近侍的肩膀做疏鬆筋骨的動作，大概擔心給慈禧太后跪拜時爬不起來。但正要進去時，太監忽傳太后的懿旨：“皇帝臥病在牀，免率百官行禮，取消賀拜儀式。”
原來，慈禧太后當時患有痢疾，拉肚子已有一兩個月，她畢竟年事已高，經這麼一折騰，也已是日薄西山，奄奄一息，快不行了。聽到這個消息後，光緒便返回自己寢宮，心情似乎還不錯。光緒的臉上表情被監視的太監看到，隨後跑去密告慈禧太后說，皇上聽說太后病重，臉有喜色。慈禧太后聽後勃然大怒：“我不能死在你前頭!”
隨後的幾天裏，慈禧太后和光緒的病情都無任何好轉的跡象，太監和宮女們一個個臉色陰沉，整個皇宮一片悚然。七月十八日，慶親王奕劻奉慈禧太后之命前往普陀峪的陵區視察壽宮，也不知道是慈禧估計自己不行了，還是覺得光緒不行了，或者覺得兩個人都不行了。
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七月十九日，皇宮禁門開始增加衛兵，凡是出入宮的人都要檢查，當時傳慈禧太后和光緒皇帝兩人隨時可能崩逝，宮中氣氛非常緊張。二十一日，隆裕皇后去瀛臺涵元殿時，光緒早已死去多時，當時竟然無人知道。隆裕皇后心裏害怕，大哭而出，奔到慈禧太后那裏告知光緒已死。慈禧太后聽後，也只是長嘆一聲——這次她又比光緒稍勝一籌。
隨後，光緒的遺體被早已準備好的吉祥轎擡到乾清宮，由於光緒死前沒人在身邊，當時也沒有換壽衣，正當隆裕皇后指揮那些太監七手八腳的安頓光緒遺體時，一太監急匆匆的趕來報告，說慈禧太后也不行了，隆裕皇后驚慌之下，又丟下光緒的遺體，帶着太監們急急忙忙往慈禧太后那裏趕。當時太監李蓮英看見光緒的遺體放在殿中無人看管，心有不忍，便對身邊的小太監說：“我們先把皇上弄弄好吧?”最後在李蓮英的指揮下，光緒的遺體這才被草草料理好放進梓宮。
就在隆裕皇后爲光緒遺體穿衣時，慈禧太后也撒手人寰，死在了中南海儀鸞殿內，終年74歲。慈禧的死亡時間在光緒死去的第二天下午，兩者相差不到一天。
《清光緒外傳》是清宮野史，不可全信，但也透露了部分的真相。另一位重要的當事人、攝政王載灃則在日記記載：二十日，上疾大漸，……欽奉懿旨：醇親王載灃著授爲攝政王，欽此;又面承懿旨：醇親王載灃之子溥儀著在宮內教養，並在上書房讀書，欽此;叩辭至再，未邀俞允，即命攜之入宮。萬分無法，不敢再辭，欽遵於申刻由府攜溥儀入宮。又蒙召見，告知已將溥儀交在隆裕皇后宮中教養，欽此。……二十一日，癸酉酉刻，小臣載灃跪聞皇上崩於瀛臺。……面承懿旨：攝政王載灃之子溥儀著入承大統爲嗣皇帝，欽此。
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從時間上看，兩段記載有相互補充與重合之處，但宮中密闈，非外人所能探知，其中是否有隱情，只能說是千古之謎。作爲歷史事實，慈禧太后與光緒皇帝這兩個大清帝國的權力象徵者和實際掌握者在戊戌政變後一直是矛盾重重，雖然他們在血緣上爲伯母侄子及孃姨外甥的血親，但在政治上，他們又是競爭對手。在這場皇宮的權力鬥爭中，光緒從小就處於劣勢，在最後的十年中更是鬱鬱寡歡，飽受打擊。到最後，兩人的競爭變成了身體和生命存續的競爭，體弱多病的光緒和年邁衰敗的慈禧展開了一場時間上的持久戰。
1908年，兩人都意識到自己不行了，但都盼着對方先死。十月十六日，慈禧太后與光緒在西苑勤政殿召見大臣(也是最後一次)，據那天被召見的新任直隸提學使傅增湘說，“太后神態疲憊，據說幾個月的痢疾腹瀉不止。而皇上臉色晦暗，說話聲音無力，靠座位中間墊了
幾個靠枕，才勉強支持”。看來，兩人在這個馬拉松式的爭奪中都已是筋疲力盡，隨時都有可能會倒下。
很可惜，先倒下的卻是光緒。無可否認，光緒的一生是不幸的，正如惲毓鼎在《崇陵傳信錄》中說的，“緬懷先帝御宇不唯不久，幼而提攜，長而禁制，終於損其天年。無母子之親，無夫婦昆季之愛，無臣下侍從宴遊之樂，平世齊民之福，且有勝於一人之尊者。”人生苦短，血色殘陽，也許只有死去，光緒才能得到真正的解脫。
光緒終生活在慈禧太后的陰影下，而死亡之日又恰好在慈禧嚥氣的前一天。對此，朝野人士議論紛紛，猜測裏面可能的隱情。據《清宮瑣談》(清宮太監的回憶錄)中說：“光緒在彌留之際，當時在瀛臺侍疾者共六名，其中兩人餓死，剩下幾人食不果腹，“因餓失血者又凡三人”。光緒在死前曾在牀上召喚醫生周某，周某見光緒兩眼瞪大，四次用手指口，知道光緒是餓急了，但環顧周圍，實在是沒有吃的。後來，光緒帝便漸無聲息了。
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啓功也曾談及其曾祖溥良的一件往事：當光緒帝和慈禧太后傳出“快不行了”的消息後，時任禮部尚書的溥良和其它相當級別的官員也都晝夜守候在慈禧太后的寢宮之外，以防不測。大臣們惶惶不可終日，就等着屋裏一哭，外邊就舉哀發喪。由於慈禧太后得的是痢疾，從病危到彌留之際的時間拉得比較長，守候的大臣們時間久了，都有些體力不支，便也顧不得大臣的禮儀，或坐檯階上，或依靠在廊柱邊，大家一副疲睏不堪的狼狽相。就在宣佈慈禧太后“駕崩”前，溥良見一太監端着一個蓋碗從寢宮中出來，他便上前問這太監端的是什麼，太監說：“這是老佛爺賞給萬歲爺的塌喇(滿語“酸奶”的意思)。”送後不久，就由隆裕皇后的太監小德張向太醫院正堂宣佈光緒帝駕崩了。而這邊屋裏的那位還捱了一段時間纔算完，也不知道里面是真死了，還是密不發喪，非要等到宣佈光緒死後才發喪。
溥儀在《我的前半生》一書中談到，袁世凱在戊戌變法時辜負了光緒的信任，在關鍵時刻出賣了皇上。袁世凱擔心一旦慈禧死去，光緒帝決不會輕饒了他，所以借進藥的機會暗中下毒，將光緒帝毒死。這種說法雖貌似事出有因，但以袁世凱當時的勢力畢竟難以接近宮廷，因而也沒有什麼可信度。
