安史之亂髮生後，唐玄宗倉皇逃出長安。第二年，隊伍途徑馬嵬驛的時候，軍隊譁變，逼唐玄宗誅殺楊國忠和楊玉環。萬般無奈之下，唐玄宗賜楊貴妃自盡，當時楊玉環只有38歲。白居易的《長恨歌》，就是敘述唐玄宗與楊貴妃的悲劇故事。
楊貴妃自殺於馬嵬驛的說法，是正史的記載。如唐人李肇在其《國史補》中說：“玄宗幸蜀，至馬嵬驛，命高力士縊貴妃於佛堂前梨樹下，馬嵬店媼收得錦靿一隻，相傳過客每一借玩，必須百錢，前後獲利極多，媼因至富。”意思是楊貴妃死於馬嵬驛的一座佛堂梨樹下，在搬屍時，楊貴妃腳上的一鞋子失落，導致一位老太婆藉此大發其財。對於這一歷史事件，《舊唐書》、《新唐書》的記錄與李肇的記載大同小異。司馬光的《資治通鑑》所引楊貴妃被縊的史料更爲詳細。當譁變的軍隊的殺了楊國忠後，護駕的六軍將士仍不肯繼續前進，唐玄宗親自下令也無效。唐玄宗要高力士問軍中主帥陳玄禮是什麼緣故，陳玄禮回答說，楊國忠已經謀反，楊貴妃不應再繼續在位了，希望皇上能予以正法。唐玄宗聽後，最初不肯割愛，但不久之後，京兆司錄韋也進言勸唐玄宗速決。唐玄宗卻說貴妃常居在深宮，與楊國忠的謀反有什麼關係呢?但高力士的一番話最終使唐玄宗不得不揮淚割愛，高力士說就算楊貴妃沒有罪，但是將士們已經殺了楊國忠，怎麼能安心再讓楊貴妃侍奉陛下左右。陛下應該想一想，將士得以安定陛下才能安定。唐玄宗經不住高力士勸說，於是讓人帶楊貴妃去了佛堂，讓她自縊而死。這樣才使六軍將士整理隊伍前行。
不僅正史這樣記載，一些詩詞歌賦、稗官野史和戲劇傳奇也認可和採用這種說法。如白居易膾炙人口的《長恨歌》，白樸的《梧桐雨》，洪昇的《長生殿》等。尤其是白樸的《梧桐雨》，詳盡描寫了玄宗和貴妃的愛情以及貴妃自縊的起因過程，平亂之後玄宗只能在夢中與貴妃相見，卻被梧桐雨驚醒。他追思往日與貴妃歡愛的情景，惆悵萬分。儘管在《長恨歌》和《長生殿》後面也描寫了唐玄宗與仙女的相遇，然而對貴妃之死的描寫則是一致的。
也有一些人認爲，楊貴妃自縊而死，而是死於亂軍之中。此說主要見於一些唐詩中的描述。唐肅宗至德2年(757年)，杜甫在安祿山佔據的長安，作《哀江頭》一首，其中有“明眸皓齒今何在，血污遊魂歸不得”之句，暗示楊貴妃不是被縊死於馬嵬驛，因爲縊死是不會見血的。
除此之外，還有楊貴妃吞金而死的說法。比如劉禹錫曾寫過《馬嵬行》一詩。他在詩中這樣寫道：“綠野扶風道，黃塵馬嵬行，路邊楊貴人，墳高三四尺，乃問裏中兒，皆是幸蜀時，軍家誅佞幸，天子舍妖姬。羣吏伏門屏，貴人牽帝衣，低迴轉美目，風日爲天暉。貴人飲金屑，攸忽舜英暮，平生服杏丹，顏色真如故。”從這首詩來看，楊貴妃是吞金而死的。陳寅恪並不排除楊貴妃在被縊死之前，也有可能吞過金。
關於楊貴妃的下落，在日本也有種種說法。有一種說法，死者是替身，楊貴妃則逃往日本的山口縣大津郡油谷町久津。據說楊貴妃的替身是個侍女，軍中主帥陳玄禮愛憐貴妃貌美，不忍殺之，於是與高力士密謀，以侍女代替，高力士用車運來屍體，查驗屍體的便是陳玄禮，因而此計成功。而楊貴妃則由陳玄禮的親信護送南逃，大約在今上海附近揚帆出海，到了日本油谷町久津。1963年，有一位日本姑娘向電視觀衆展示了自己的一本家譜，說她就是楊貴妃的後人。日本着名影星山口百惠，也自稱是楊貴妃的後裔。
有人說，唐玄宗平定安史之亂後，曾派方土出海尋找。在久津找到楊貴妃後，方土還將唐玄宗所賜的兩尊佛像交給了她，楊貴妃則贈玉簪作爲答禮。這兩尊佛像現在還供奉在日本的久津院內，楊貴妃最終死於日本，葬在久津的院內。至今當地還保有相傳爲楊貴妃墓的一座五輪塔。五輪塔是建在楊貴妃墓上的五座石塔。楊貴妃墓前有兩塊木板，一是關於五輪塔的說明，一塊是關於楊貴妃的說明，上面寫着：“充滿謎和浪漫色彩的楊貴妃之墓--關於唐六代玄宗皇帝愛妾楊貴妃的傳說。”
甚至有一種離奇的說法認爲楊貴妃並沒有去日本，而是遠走美洲。臺灣學者魏聚賢在《中國人發現美洲》一書聲稱，他考證出楊貴妃並未死於馬嵬驛，而是被人帶往遙遠的美洲。
