施旦的精心照料並未使汪精衛的病情有所好轉。1944年元旦之後，汪精衛的私人醫生諾爾為其檢查身體後說，他的病情已十分嚴重，沒有更好的辦法來救助。日本人為了繼續得到汪精衛的幫助，特地派了日本最有名的骨科專家來南京為汪精衛進行診斷，專家診斷結果為骨腫瘤晚期，必須及時去日本治療，否則生命不保。
於是在日本人的安排下，飛到日本的汪精衛住在了日本的帝大醫院。為了保證汪精衛的安全，這裏特地派了十幾名軍警保護。他們一天24小時不間斷巡邏，以防止發生不測。
汪精衛住院當天，日本政府就命骨科專家、神經外科專家和麻醉專家進行一係列的會診，根據會診結果做出手術方案。次日，由日本年輕的骨科專家為汪精衛進行手術，把有病變的骨頭切除。術後沒幾天汪精衛就能下床走動了。
醫生囑咐汪精衛手術以後由專人伺候，好好靜養。他的妻子陳璧君從小到大都由別人伺候，從來沒伺候過別人，再說她也不會伺候別人，往往是手忙腳亂把事情越搞越亂。麵對自己的笨拙，陳璧君不但不努力學習，還把氣撒到汪精衛的身上。汪精衛也拿她沒辦法，隻能忍氣吞聲。這時的汪精衛十分想念施旦。
正在汪精衛靜養期間，廣東發生了一件案子，必須陳璧君去處理，汪精衛也極力勸她馬上去，不然夜長夢多更不好解決。陳璧君隻好離開日本飛往廣東。
陳璧君一走，汪精衛的心情頓時一片大好。因為想念施旦，所以他不顧眾人的反對堅持提前回南京。汪偽政府的二把手周佛海與日方進行了一番交談，日本人同意讓汪精衛回上海。因為上海有一家醫院裏有一塊“鐳錠”，對治療汪精衛的腫瘤有很好的效果。所以他沒有回南京而是直接從日本回到了上海。
汪精衛終於如願以償了，他來到了上海，並且施旦也來到了他的麵前，專門護理他。為了不引起懷疑，汪精衛的兒女們仍留在日本，繼續照顧他們的“父親”。
汪精衛的妻子不知道丈夫已秘密回到上海，當汪精衛一回到上海，便把密電發到陳璧君住的地方，密電的意思是告訴陳璧君他已經回到了上海，陳璧君看完後也用密電回複了汪。
讓汪精衛沒有想到的是，他和陳璧君的這兩份密電均被蔣介石獲悉。蔣介石猜想此時的汪精衛身邊一定沒有多少警衛，所以他讓戴笠趁機殺了汪精衛。
戴笠馬上執行命令，他派人來到汪精衛當時所在的醫院，然後花重金買通了汪精衛的醫生和護士，並交給他們一瓶無色無味的毒藥，讓他們每次給汪精衛送藥的時候都要加進去一些。同年10月，毒性發作，一代漢奸汪精衛終於離開人世。
關於汪精衛的死因還有一種說法，稱汪精衛1944年因“骨髓腫”死於日本，被日方當做試驗品，死在日本人的手裏。據說當年日本人把一身重病的汪精衛帶到日本，日本首相一看他已無可用之處，為了救日本的一位中級官員，他們便拿汪精衛當做試驗品進行試驗，結果試驗不成功，造成了汪精衛的慘死。