下午3時29分，波林醫生趕到溫泉療養院。羅斯福麵如死灰，脈搏極其微弱。美國中部標準時間下午3時35分，羅斯福停止呼吸。
下午4時50分，在薩爾格拉夫俱樂部裏，埃莉諾做過簡短演說後坐在觀眾席上，欣賞女鋼琴家泰娜的演奏。有人走過來，在埃莉諾耳邊說有電話找她。原來是羅斯福的新聞秘書厄爾利打來的，他的聲音有些異常，請埃莉諾馬上返回白宮。
埃莉諾知道肯定是發生了什麼可怕的事，但是她認為應該遵守社交禮節，因此返回座席聽完了泰娜的演奏。演奏結束後，埃莉諾向大家說明自己需要馬上返回白宮，請大家諒解她先行離開。等她坐到車上時，渾身開始顫栗。埃莉諾緊緊地握著雙拳，試圖讓自己平靜下來。
厄爾利和麥金太爾醫生都在埃莉諾的會客室裏等著，見她回來，告訴她總統已經在昏迷中去世。埃莉諾出人意料地鎮定，她立即叫人去請副總統杜魯門來白宮，然後發電報給在各處服役的4個兒子：“親愛的孩子，你們的父親下午長眠了，正如他期望去做的那樣，他工作到生命最後一刻。希望你們也能盡職守責到底。媽媽。”
安娜的兒子生病住院了，她一直陪護在醫院。人們找到她，把她接回白宮，沒有人告訴她出了什麼事。埃莉諾已經換上了一身黑衣服，很平靜地把丈夫去世的事告訴給安娜。安娜雙手捂著臉，跪在地上，泣不成聲。
下午5點25分，杜魯門到達白宮，被帶到埃莉諾的書房。當看到安娜和厄爾利紅腫的眼睛時，他想到可能發生了不尋常的事。埃莉諾輕聲對杜魯門說：“總統去世了，哈裏。”
杜魯門一下子呆住了，好一會兒才問：“有什麼我可以為你效勞的嗎？”
埃莉諾搖搖頭：“現在有麻煩的人是你，應該是有什麼我們能夠為你效勞的。這真是個不幸的消息，我為你和美國人民感到難過。”
下午5點47分，全美三大通訊社向海內外發布了美國總統羅斯福逝世的電訊。
下午7點零9分，在聯邦法院首席法官斯通的主持下，杜魯門在白宮會議廳宣誓就職，成為美國第33位總統。
白宮外麵聚集了聽到總統逝世消息後趕來的民眾，人們並不是打算看什麼，也沒有什麼好看的。大家隻是感到悲傷而茫然，默默地佇立，默默地為他哭泣。美國人都被這個消息震驚了，沒有辦法相信這是事實。很多人守在收音機旁，期待著能夠聽到羅斯福總統親自宣布這隻是個誤會。大家都停下手中的活，回想這艱難而又充滿希望的12年。紐約消防局向下屬消防隊發出“四五長鳴”信號，這是消防係統對因公殉職的同事誌哀的表達方式。海德公園村的聖詹姆斯教堂響起鍾聲，以悼念這位年長的教區委員。格羅頓公學校內教堂裏，全體師生在校長的率領下為本校1900屆畢業生羅斯福總統的去世哀悼。
那些反對過羅斯福的人現在才發現，總統曾經離自己這樣近。羅斯福的政敵，來自俄亥俄州的共和黨議員羅伯特·塔夫托動情地說：“他是這個時代最偉大的人，他是贏得這場戰爭的英雄，他確實成功地履行了總統的職責，為美國人民戰鬥到生命最後一刻。”《紐約時報》發表悼念式社論：“在西方文明麵臨窮凶極惡的野蠻勢力蹂躪時，幸好有羅斯福坐鎮白宮。就算過了一百年，人類也會因此而感激上帝。”
世界各地，無數人被羅斯福逝世的消息驚得目瞪口呆。英國倫敦，喬治六世在白金漢宮的書房裏淚流滿麵，他命人在《宮廷通報》上發表訃告；丘吉爾在唐寧街10號的首相府險些暈厥，強忍著才保持清醒，給埃莉諾發了慰問電。蘇聯莫斯科，斯大林在克裏姆林宮裏悲傷地握住美國大使哈裏曼的手，半天說不出話來；莫斯科紅場降了半旗致哀，旗幟鑲嵌上了黑邊。中國重慶，蔣介石一下子坐到沙發上，黯然失神，好一會兒才反應過來，命人趕緊籌辦悼念事宜；中國延安，共產黨在《新華日報》上發表了題為“民主巨星隕落--悼羅斯福總統之喪”的悼念文章。法國巴黎，戴高樂發表悼詞：“他是一位令我欽佩的人，我對他的去世感到無比痛惜。”