20 июня 1898 года Корсаков отправился в отпуск. По дороге, в Вологде, у него случился сердечный приступ. Полежав 5 дней, он вернулся в Москву, и здесь лечащие его врачи определили ожирение сердца. В середине июля у него случился второй сердечный приступ. Затянувшаяся болезнь вынудила его подать прошение об освобождении от ведения практических занятий со студентами. Декан медицинского факультета И. Ф. Клейн передал руководство занятиями В. П. Сербскому. 21 июня 1889 года Сергей Сергеевич поехал в Вену для консультаций со специалистами. У него обнаружили гипертрофию сердца в связи с ожирением и миокардитом. Из Вены он направился в Рогац, где принимал ванны и делал гимнастические упражнения в институте доктора Баяли. Пробыв за границей до 25 августа, он почувствовал значительное улучшение.
В октябре 1899 года в Москву вторично приехал Маньян, одновременно с ним приехали видные иностранные ученые с мировым именем, в том числе Жолли, Ломброзо, Крафт-Эбинг и др. В честь приезжих в ресторане «Эрмитаж» был устроен обед. В числе присутствующих на обеде был Антон Павлович Чехов.
Наступил новый, 1900 год, последний год жизни Корсакова. 22 января — день своего рождения — 46-й год Сергей Сергеевич отпраздновал в постели. Корсаков умер 1 мая 1900 года. Его погубила унаследованная от предков склонность к полноте. Дед, отец и дядя его умерли, как и он, от заболевания сердечно-сосудистой системы.
Похороны великого психиатра состоялись в Алексеевском монастыре 4 мая. За процессией провожающих в последний путь следовала колесница, запряженная шестеркой лошадей в белых попонах, и две колесницы с возложенными на гроб покойного венками.
Брат С. С. Корсакова, Корсаков Николай Сергеевич (1853-1925 гг), старше его на год, по окончании медицинского факультета Московского университета специализируется по детским болезням в клинике Н. Ф. Филатова, а с 1902 года заведует кафедрой детских болезней Московского университета.
В 1901 году в память о С.С. Корсакове был основан «Журнал невропатологии и психиатрии», названный его именем. В 1949 году в Москве воздвигнут памятник С. С. Корсакову, а клинике, которой он руководил, присвоено его имя.
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»