可是，第二天情況又發生了變化，薩莎趕到。她帶來了索菲婭等人勸他回家的一疊信件，並說家裏的人很可能隨時就會來到這裏。這使托爾斯泰打消了在這裏長期住下的念頭，決定立即離開。當晚，他給索菲婭寫了一封回信，這也是他給妻子的最後一封信。信中，托爾斯泰懇切地說明了他現在不可能回去的理由，並說：
“不要以為我出走是因為我不愛你，我愛你，而且真誠地憐憫你，但我不能有別的做法……親愛的索菲婭，再見吧！願上帝保佑你。生活畢竟不是兒戲，我們無權根據自己的意願拋棄它。用時間的長度來衡量它也是不明智的。也許，我們這一生剩下的不多的日子比已經度過的那些歲月更為重要，應該好好地生活下去。”
31日淩晨4點，托爾斯泰又匆匆騎馬出發了，他給妹妹留下了一封親切的告別信。早晨7點多，托爾斯泰一行坐上了開往南方的火車。當時去向並不明確，準備先到諾沃契卡斯克城的一個朋友處再作打算。在火車上，托爾斯泰感到身體不適。幾天來的激動、奔波、勞累和陰冷的天氣，不能不影響82歲老人的健康。下午4點多，托爾斯泰發冷，並伴有高燒。晚上六點半左右，火車停靠在梁讚省的一個偏僻小站阿斯塔波沃，托爾斯泰一行不得不中途下車。站長奧佐林立即讓出家裏的兩間住房，讓托爾斯泰安頓下來，醫生診斷為肺炎。
托爾斯泰出走和患病的消息迅速傳開，阿斯塔波沃立即成了輿論注目的中心。從全國各地和從國外發來了大量的慰問電，許許多多的人，包括大批記者，不斷來到這裏。沙皇當局也被驚動了。從托爾斯泰出走那天起，他每到了一處都被憲兵嚴密監視著。密報與指令往返頻繁。為防止可能發生的群眾示威，大隊憲兵被派往阿斯塔波沃，各地軍警也作好了調動準備。官方教會也不甘寂寞，希望托爾斯泰臨終前能“迷途知返”。當地教會提出要為托爾斯泰健康舉行祈禱儀式，東正教頭目安東尼來電勸托爾斯泰“與教會和俄國東正教教徒和解”，均遭托爾斯泰拒絕。不久，奧普京修道院院長瓦爾索諾維奇等人又奉東正教最高會議指派，前來安排托爾斯泰與教會和解。但薩莎根據托爾斯泰的意願不準他們接近父親。
11月1日，托爾斯泰給長子謝遼沙和長女塔尼婭寫了最後一封信。他寫道：“我近40年來所獻身的那個事業……對所有的人，其中包括你們，都是極端重要的。感謝你們對我這樣好。別了，要好好安慰母親，對她我懷有最真誠的同情與愛。”次日，托爾斯泰病情開始惡化。3日，索菲婭和幾個子女都趕到了。為了避免托爾斯泰激動，醫生和大家商定隻讓謝遼沙和塔尼婭去見他。托爾斯泰又見到兩個孩子，十分高興，他一再詢問了索菲婭的情況。托爾斯泰擔心他去世後人們會把索菲婭想得很壞，他含著淚說：“我們本來可以把事情處理得更好一些。”此刻的索菲婭憂心如焚，但她隻能一連幾小時地站在托爾斯泰臥病的那棟小房子的窗外守望。從那天夜裏開始，托爾斯泰說囈語，打呃逆，進入昏迷狀態。在喃喃的囈語中時而會出現幾個清晰的字眼：“探索，永遠探索”，“瑪莎！瑪莎！”“逃，應該逃。”6日那天，塔尼婭握住父親的手，守在他的身邊。托爾斯泰突然說道：“嗬，這都完了！但是……沒有什麼。”不一會，他猛地坐起來，用宏亮的聲音說：“我隻想勸你們記住一點：除了列夫·托爾斯泰，世界上還有很多人，可是你們隻看著一個列夫·托爾斯泰。”說完，他又倒在了枕頭上。傍晚，托爾斯泰病危。在彌留之際，他把兒子謝遼沙叫到跟前，用微弱的聲音說出了最後幾句話：“謝遼沙！我愛真理……非常……愛真理。”7日淩晨5點，索菲婭被允許看望已失去知覺的托爾斯泰。她俯身向丈夫告別，並溫存地請他原諒自己對不起他的地方。對她唯一的回答則是幾聲長歎。清晨六點零五分，托爾斯泰與世長辭。
9日清晨，托爾斯泰的靈柩運抵紮謝克車站。盡管當局百般阻撓，仍有數萬群眾趕來為托爾斯泰送行。在《永垂不朽》的歌聲中，人們抬著靈柩，排著幾裏路的長隊，走向雅斯納亞·波良納。村裏的農民打出了橫幅，上麵寫著：“列夫·尼古拉耶維奇！成了孤兒的雅斯納亞·波良納的農民永遠不忘你的厚愛。”當天下午，人們遵照托爾斯泰的遺願，將他安葬在紮卡斯峽穀旁那個藏有傳說中的小綠棒的地方。這是一個沒有任何碑石的異常樸素的墳墓，但如奧地利作家茨威格所說的那樣，它是“世間最美的墳墓”，“保護列夫·托爾斯泰得以安息的沒有任何別的東西，唯有人們的敬意”，“這個世界上再沒有比這最後留下的、紀念碑式的樸素更打動人心的了。殘廢者大教堂大理石穹窿底下拿破侖的墓穴，魏瑪公侯墓中歌德的靈寢，西敏寺裏莎士比亞的石棺，看上去都不像樹林中的這個隻有風兒低吟，甚至全無人語聲，莊嚴肅穆、感人至深的無碑墓塚那樣能強烈震撼每一個人內心深藏著的感情。”
托爾斯泰是不朽的，他用自己的優秀作品和崇高人格在人民心中已經樹立起了一座永遠不可摧的活的紀念碑。他“將永遠光榮，直到還隻有一個詩人/活在這月光下的世界上”。