安史之乱时，唐玄宗逃至马嵬驿，军士哗变，杀死民愤极大的杨国忠，又逼唐玄宗杀死杨贵妃。玄宗无奈，便命高力士赐她自尽，最后她被勒死在驿馆佛堂前的梨树下，死时38岁。传说运尸时，杨贵妃脚上的一只鞋子失落，被一老妇人拾去，过客要借玩，须付百钱，老妇人借此发了财。
有人说，杨玉环可能死于佛堂。《旧唐书·杨贵妃传》记载：禁军将领陈玄礼等杀了杨国忠父子之后，认为“贼本尚在”，请求再杀杨贵妃以免后患。唐玄宗无奈，与贵妃诀别，“遂缢死于佛室”。《资治通鉴·唐纪》记载：唐玄宗是命太监高力士把杨贵妃带到佛堂缢死的。《唐国史补》记载：高力士把杨贵妃缢死于佛堂的梨树下。陈鸿的《长恨歌传》记载：唐玄宗知道杨贵妃难免一死，但不忍见其死，便使人牵之而去，“仓皇辗转，竟死于尺组之下”。乐史的《杨太真外传》记载：唐玄宗与杨贵妃诀别时，她“乞容礼佛”。高力士遂缢死贵妃于佛堂前的梨树之下。陈寅恪先生在《元白诗笺证稿》中指出：“所可注意者，乐史谓妃缢死于梨树之下，恐是受香山(白居易)‘梨花一枝春带雨’句之影响。果尔，则殊可笑矣。”乐史的说法来自《唐国史补》，而李肇的说法恐怕是受《长恨歌》的影响。
杨贵妃也可能死于乱军之中。此说主要见于一些唐诗中的描述。杜甫于至德二年(公元757年)在安禄山占据的长安，作《哀江头》一首，其中有“明眸皓齿今何在，血污游魂归不得”之句，暗示杨贵妃不是被缢死于马嵬驿，因为缢死是不会见血的。李益所作七绝《过马嵬》和七律《过马嵬二首》中有“托君休洗莲花血” 和“太真血染马蹄尽”等诗句，也反映了杨贵妃为乱军所杀，死于兵刃之下的情景。杜牧《华清宫三十韵》的“喧呼马嵬血，零落羽林枪”;张佑《华清宫和社舍人》的“血埋妃子艳”;温庭筠《马嵬驿》的“返魂无验表烟灭，埋血空生碧草愁”等诗句，也都认为杨贵妃血溅马嵬驿，并非被缢而死。