死于马嵬坡
天宝十四载(公元755年)，范阳、平卢、河东三镇节度使安禄山以清君侧，反杨国忠为名起兵叛乱，兵锋直指长安。次年，唐玄宗带着杨贵妃与杨国忠逃往蜀中(今四川成都)，途经马嵬驿(今陕西兴平市西)时，陈玄礼为首的随驾禁军军士，一致要求处死杨国忠跟杨贵妃，随即哗变，乱刀杀死了杨国忠。
唐玄宗言国忠乱朝当诛，然贵妃无罪，本欲赦免，无奈禁军士兵皆认为贵妃乃祸国红颜，安史之乱乃因贵妃而起，不诛难慰军心、难振士气，继续包围皇帝。唐玄宗接受高力士的劝言，为求自保，不得已之下，赐死了杨贵妃。最终杨贵妃被赐白绫一条，缢死在佛堂的梨树下，时年三十八岁，这就是白居易的《长恨歌》中的“六军不发无奈何，宛转蛾眉马前死”之典故。
玄宗在安史之乱平定后回宫，曾派人去寻找杨贵妃的遗体，但未寻得。
《新唐书》中的记载与《旧唐书》大致相同，由此可见，杨贵妃确实死于马嵬坡。后人传说贵妃没死，可能只是一种美好的愿望。
死于佛堂
有人说，杨玉环可能死于佛堂。《旧唐书·杨贵妃传》记载：禁军将领陈玄礼等杀了杨国忠父子之后，认为“贼本尚在”，请求再杀杨贵妃以免后患。唐玄宗无奈，与贵妃诀别，“遂缢死于佛室”。《资治通鉴·唐纪》记载：唐玄宗是命太监高力士把杨贵妃带到佛堂缢死的。《唐国史补》记载：高力士把杨贵妃缢死于佛堂的梨树下。
陈鸿的《长恨歌传》记载：唐玄宗知道杨贵妃难免一死，但不忍见其死，便使人牵之而去，“仓皇辗转，竟死于尺组之下”。乐史的《杨太真外传》记载：唐玄宗与杨贵妃诀别时，她“乞容礼佛”。高力士遂缢死贵妃于佛堂前的梨树之下。陈寅恪先生在《元白诗笺证稿》中指出：“所可注意者，乐史谓妃缢死于梨树之下，恐是受香山(白居易)‘梨花一枝春带雨’句之影响。果尔，则殊可笑矣。”乐史的说法来自《唐国史补》，而李肇的说法恐怕是受《长恨歌》的影响。杨贵妃自缢死于佛堂中。陈玄礼及禁卫军的将官看着这个过程，确认杨贵妃已死后，再出来跟禁卫军士兵解释，过了很久聚集的士兵才散去归队。
死于乱军
杨贵妃也可能死于乱军之中。此说主要见于一些唐诗中的描述。杜甫于至德二年(公元757年)在安禄山占据的长安，作《哀江头》一首，其中有“明眸皓齿今何在，血污游魂归不得”之句，暗示杨贵妃不是被缢死于马嵬驿，因为缢死是不会见血的。
李益所作七绝《过马嵬》和七律《过马嵬二首》中有“托君休洗莲花血”和“太真血染马蹄尽”等诗句，也反映了杨贵妃为乱军所杀，死于兵刃之下的情景。杜牧《华清宫三十韵》的“喧呼马嵬血，零落羽林枪”;张佑《华清宫和社舍人》的“血埋妃子艳”;温庭筠《马嵬驿》的“返魂无验表烟灭，埋血空生碧草愁”等诗句，也都认为杨贵妃血溅马嵬驿，并非被缢而死。
吞金而死
杨贵妃之死也有其它的可能，比如有人说她系吞金而死。这种说法仅见于刘禹锡所用的《马嵬行》一诗。刘氏之诗曾写道：“绿野扶风道，黄尘马嵬行，路边杨贵人，坟高三四尺。乃问里中儿，皆言幸蜀时，军家诛佞幸，天子舍妖姬。群吏伏门屏，贵人牵帝衣，低回转美目，风日为天晖。贵人饮金屑，攸忽？英暮，平生服杏丹，颜色真如故。”从这首诗来看，杨贵妃是吞金而死的。
陈寅恪先生曾对这种说法颇感稀奇，并在《元白诗笺证稿》中作了考证。陈氏怀疑刘诗“贵人饮金屑”之语，是得自“里儿中”，故而才与众说有异。然而，陈氏并不排除杨贵妃在被缢死之前，也有可能吞过金，所以“里儿中”才传得此说。
上皇自蜀还，令中使祭奠，诏令改葬。礼部侍郎李揆曰："龙武将士诛国忠，以其负国兆乱。今改葬故妃，恐将士疑惧，葬礼未可行。"乃止。上皇密令中使改葬于他所。初瘗时以紫褥裹之，肌肤已坏，而香囊仍在。内官以献，上皇视之凄惋，乃令图其形于别殿，朝夕视之。
