乾隆十三年（1748）二月初四日，元旦刚过33天，乾隆帝就奉皇太后，偕孝贤皇后东巡。很明显，此次东巡的用意是借谒孔庙、登泰山，游山玩水来排解孝贤皇后心中的痛子之情。可乾隆帝万万没有想到的是，孝贤皇后竟病逝途中。
二月二十四日，东巡队伍来到山东曲阜，游览了著名的孔庙。第二天，在孔庙举行了盛大的释奠典礼，这一天还谒了孔林，到少皇后夏朝冠皇后冬朝冠陵、元圣周庙行礼致祭。二月二十九日，他们还登上了东岳泰山。三月初四日，到济南游览趵突泉。三月初六日这天，他们游览了历下亭。三月初七日，再一次游览趵突泉。三月初八日，乾隆帝奉皇太后回銮，踏上了回京的路程。三月十一日，到达山东省边界的德州，弃车登舟，沿运河从水路回京。当晚亥时，孝贤皇后就病死于船上，年仅37岁。乾隆帝立即将皇后病死的消息上奏给了皇太后，皇太后亲自到皇后船上临视了孝贤皇后，“悲恸良久”。乾隆帝命庄亲王允禄、和亲王弘昼，恭奉皇太后御舟缓程回京，自己在德州料理孝贤皇后丧事。三月十四日，乾隆帝护送孝贤皇后的梓宫到天津。皇长子永璜在此迎驾。三月十六日未刻，孝贤皇后梓宫到达通州，暂安在芦殿内。在京亲王以下、三品官以上齐集通州。皇子们在孝贤皇后梓宫前祭酒，举哀行礼。当天戌刻，孝贤皇后梓宫到京。文武官员及公主、王妃以下，大臣官员、命妇，内府佐领内管领下妇女分班齐集，缟服跪迎。由东华门入苍震门，奉安梓宫于孝贤皇后生前居住的长春宫。三月二十五日，孝贤皇后梓宫奉移景山观德殿暂安。
孝贤皇后在二月二十九日登上泰山，三月初四日还游览了济南的趵突泉，怎么会在7天以后就忽然病死了呢？因此，关于孝贤皇后之死因，社会上颇有议论。概括起来，主要有三种说法。
羞愤落水而死。《清鉴纲目》载：“回銮至德州，帝在舟中夜宴，后在他舟闻之，恐滋事变。后素性严重，虽在行次，不忘永巷之规。是日至帝舟，因事进谏，语颇激切。时帝已被酒，怒后，颇加诟谇，后羞忿返，失足蹈水死。帝醒，乃大悔。”
皇后朝袍披领《清朝野史大观》载：“相传，傅恒夫人与高宗通，后屡反目，高宗积不能平。南巡还至直隶境，同宿御舟中，偶论及旧事，后诮让备至，高宗大怒，逼之入水。还京后，以病殂告，终觉疚心。”
《中国历史大事编年》第五卷，清近代部分载：“皇后富察氏投水死。十一日夜，乾隆帝东巡回驻德州，于舟中宴饮淫乐。皇后富察氏激切进谏，乾隆帝加以诟谇。后羞忿，投水死。皇太后得闻临视，悲恸良久。”
悲痛忧郁而死。永琏、永琮的接连殇逝，给孝贤皇后带来了极大的精神创伤，使她悲伤忧郁难以控制，健康状况越来越差，致使死在回銮途中。
有病而死。这是清廷的官方说法。乾隆《起居注》载：乾隆十三年（1748）“三月十一日乙未，驾至德州登舟。先数日，皇后偶感寒疾，至是日疾甚，……夜半亥刻崩逝”。《清实录·高宗实录》载：“皇后同朕奉皇太后东巡，诸礼已毕，忽在济南微感寒疾，将息数天，已觉渐愈，诚恐久驻劳众，重廑圣母之念，劝朕回銮。朕亦以疴已痊，途次亦可将息，因命车驾还京。今至德州水程，忽遭变故。”
中国第一历史档案馆的清史专家刘桂林先生依据大量的清宫档案，对孝贤皇后的死因进行了详细的考证，认为孝贤皇后因寒疾而死是肯定无疑的。
乾隆十三年（1748）三月二十二日，乾隆帝发出了一道赐谥大行皇后为“孝贤皇后”的谕旨，他在谕旨中，对皇后的一生做了全面总结和高度评价，讲了赐谥“孝贤”的理由：
皇后富察氏，德钟勋族，教秉名宗。作配朕躬二十二年，正位中宫一十三载。逮事皇考克尽孝诚，上奉圣母深蒙慈爱。问安兰殿，极愉婉以承欢；敷化椒涂，佐忧勤而出治。性符坤顺，宫廷肃敬慎之仪；德懋恒贞，图史协贤明之颂。覃宽仁以逮下，崇节俭以褆躬。此宫中府中所习知，亦亿人兆人所共仰者。兹于乾隆十三年三月十一日崩逝。睠惟内佐，久藉赞襄。追念懿规，良深痛悼。宜加称谥，昭茂典于千秋；永著徽音，播遗芬于奕禩。从来知臣者莫如君，知子者莫如父，则知妻者莫如夫。朕昨赋皇后挽诗有“圣慈深忆孝，宫壸尽称贤”之句。思惟孝贤二字之嘉名，实该皇后一生之淑德。应谥为孝贤皇后。所有应行典礼，尔部照例奏闻。
在一般情况下，赐皇后谥号，先由皇帝发出谕旨，然后由礼臣们拟出几个字上奏，由皇帝挑选钦定。而孝贤皇后的谥号，直接由皇帝赐给，未由大臣拟定，表现了乾隆帝对孝贤皇后的深情厚意。
谥以“孝贤”，是皇后生前的夙愿。早在三年前的正月二十五日，皇贵妃高氏薨逝，皇帝赐给她的谥号是“慧贤”。孝贤皇后知道这件事后，流着眼泪对乾隆帝请求说：“我朝后谥上一字皆用‘孝’字。倘许他日谥为‘贤’，敬当终身自励，以副此二字。”当时孝贤皇后刚34岁，乾隆帝认为皇后这句话只不过是句笑谈，所以没有在意。这次皇后崩逝，猛地想起了三年前的这段往事，乾隆帝不由得大为伤感起来。于是将当时任刑部尚书的著名文人汪由敦召进宫来，向他讲了这件事，命他写到祭文中去。汪由敦的祭文是这样写的：
……尚忆宫廷相对之日，适当慧贤定谥之初，后忽哽咽以陈词，朕为欷吁而悚听。谓两言之征信，传奕禩以流芳。念百行以孝为先，而四德唯贤兼备。倘易名于他日，期纪实于生平。岂知畴昔所云，果作后来之谶。在皇后贻芬图史，洵乎克践前言；乃朕今稽古典章，竟亦如酬夙诺。兴怀及此，悲恸如何？
此篇祭文，叙事精当，文词委婉，感人至深，不愧是出于名家之手。
嫡子的接连夭折，贤后的突然逝世，使乾隆帝陷入了极度悲哀之中，他心情烦躁，极易生气发怒，看什么都不顺心。许多大臣官员，甚至皇子、宗亲接连受到严厉叱责、治罪。
