Giữa khi đó, ngày 16 tháng 6 năm Quý Mùi, tức ngày 19 tháng 7 năm 1883, vua Tự Đức qua đời, hưởng thọ 54 tuổi. Bài vị nhà vua được đưa vào thờ trong Thế Miếu; miếu hiệu là Dực Tông và thụy hiệu là Anh Hoàng đế. Lăng ông gọi là Khiêm Lăng, tại làng Dương Xuân Thượng, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên.
Một điều rất đáng chú ý ở Khiêm Lăng là tấm bia ở Bi đình nặng trên 20 tấn do Tự Đức tự dựng cho mình. Thông thường, con phải dựng văn bia cho cha nhưng vì Tự Đức không có con ruột nên ông tự dựng. Trong văn bia này Tự Đức tự trách mình về việc để mất nước vì "ngu mà mong yên ổn, mờ tối không lo phòng bị từ khi việc chưa phát, tôi hay tướng giỏi cũng đã rơi rụng quá nửa, không ai nhắc nhở lời dạy của vua cha về việc đề phòng mặt biển đến giúp ta tránh khỏi chỗ lỗi lầm". Ông trần thuật "Ai là người cũng gìn giữ bờ cõi ta, vỗ yên nhân dân ta? Bất đắc dĩ phải đánh dẹp, nhưng càng đánh dẹp càng loạn, mỏi mệt". Ông cũng trăn trở tính chuyện giữ nước, nhưng những quan đại thần được sai đi bàn định điều ước lại "không hiểu vì lý do gì lại dễ dàng lập thành hòa nghị. Bỗng chốc đem cả nhân dân cùng đất đai của các triều nhọc nhằn gây dựng cho giặc hết...". Tự Đức nhận trách nhiệm "không sáng suốt trong việc biết người, ấy là của ta; dùng người không đúng chỗ, cũng là tội của ta; hàng trăm việc không làm được; đều là tội của ta cả...". Ông "nuốt nước mắt, đành chịu tội với tôn miếu và nhân dân" và hối hận vì đã dùng người không sáng suốt, không xứng đáng, tình hình trong nước lại rối ren, tin chiến trường tới tấp, việc quan bộn bề, vua thêm gầy ốm, mang bệnh, không chăm lo chính sự được. Ông hổ thẹn nói rằng "Ta thực sự một mai chết đi thì tự thẹn trí khôn không bằng con cáo"
