Первые признаки болезни у Чернышевского проявились в августе, однако лечиться Николай Гаврилович не любил — предпочитал полагаться на крепкий организм. 16 октября у постели больного собрался консилиум докторов, но началась агония, и в ночь на 17 (29) октября писатель скончался от инсульта. После сибирской ссылки Чернышевский провел в родном Саратове менее четырех месяцев.

 
Отпевание тела усопшего состоялось в Сергиевской церкви. Похоронили Николая Гавриловича Чернышевского на Воскресенском кладбище Саратова в семейном склепе. Хотя о смерти писателя было запрещено сообщать, весть быстро разнеслась по стране. Ко дню похорон его семья получила множество венков, писем и телеграмм с соболезнованиями об утрате: «Вы похоронили то, что было смертного в Николае Гавриловиче, но слава его не умрет, пока живы в русском обществе любовь к народу и стремление к справедливости, пока не угасла в нем вера в лучшие идеалы человечества». 

В 1891 году на деньги от продажи обстановки квартиры и средства, собранные родными и друзьями, вдова Чернышевского Ольга Сократовна установила над могилой мужа небольшую металлическую часовню с цветными стеклами. Автором ее проекта был дальний родственник — художник, искусствовед и архитектор Федор Беренштам. Именно в этой часовне первоначально хранились возложенные на могилу писателя венки. 

В 1939 году к 50-летию со дня смерти писателя на его могиле установили монументальный памятник — арку из красного камня с черным обелиском. Внутри арки были выбиты слова: