多少年来，杜甫给后人留下的最大疑惑是他的死因。文学、史学界针对杜甫的死因提出了五种死因：
一、病死说
翻阅莫砺锋、童强著《杜甫传》，关于杜甫的死，书中是这样写的：“冬天到了，诗人病倒了。病倒在行往衡阳的舟中。……一颗巨星就在这无限的孤独、寂寞中陨落了。”(天津人民出版社2001年1月版，第316页)。
二、赐死
此说最早出自于假冒唐朝李观的名义写的《杜拾遗补遗》。这种说法自提出后，后来历朝历代的学者对此说进行批驳，并明确指出此段文字中最大的问题，即：唐玄宗死于宝应元年，也就是公元762年，怎么能又在770年赐死杜甫呢?
三、自沉于水而死
原因：此说源于伪托唐朝韩愈名义撰的《题杜子美坟》提出“三贤(指屈原、李白、杜甫)同归一水”的说法。三人怀沙自沉，这显然是一种没有丝毫根据的想象。
四、食物中毒而死
提出此说的是现代著名学者郭沫若，郭沫若的这种说法同样具有猜测性，几乎没有文献作为依据纯属于个人的文学创作。
五、消化不良而死
杜甫的死和饥饿有着斩不断的联系，离开四川后的杜甫客居湖南，由于被突然的洪水所围困，连续饿了9天(一说是连续饿了5天)。当地县令用小船把杜甫救了回来，以牛炙(炙：烤肉)白酒招待他，难得饕餮一回的杜甫因许久未进食，肠胃难以承受，最终因消化不良而死。