1971年2月底，斯诺完成了对新中国的第三次访问，带了一大堆资料，回到多年寄寓的瑞士家中。
按原计划，他需到加利福尼亚同洛伊斯会合后再一道回瑞士。洛伊斯1970年12月先行离开中国，回到家乡美国。斯诺想尽快发表这次中国之行的重大收获，所以就直接去了瑞士，然后通过长途电话同洛伊斯联系，要她尽快回家。
洛伊斯这次中国之行也收集了很多材料，也想写一本书。于是，他俩就一起工作，一天接着一天。洛伊斯说：“在那段时间里，中国成了我们的天地。它渗透了我们的谈话，它就在贴上了整齐的标签、高高地堆在餐厅椅子上和埃德加10年前从北京带回来的红木长桌上的幻灯片和影片里。我们把它写满在日记里，抄录在笔记本里，剪裁成原稿和杂志文章，以丰富的材料写成我们正在写的书籍的大纲、段落和章节。我们感到既充实又孤独，分享着知识，埋头于工作。”
但斯诺身体却越来越感觉不支，腰酸背痛。在家庭健康监护人的劝说下，进行了一次检查。检查结果证明没有什么严重或紧急的毛病。斯诺以为是一天好多个小时坐在打字机前写作，太累了，腰酸背痛是意料中的事。
1971年10月，瑞典一出版家携带即将发行的瑞典文版《红星照耀中国》一书到斯诺家祝贺。他们在一起拍了一些照片。很快，复印的照片从斯德哥尔摩寄来。洛伊斯看到那些照片，“心中好像被割了一切”，因为她从照片上斯诺的眼神里看到不祥的征兆。但她责骂自己“大惊小怪”。
与此同时，洛伊斯病倒了。11月，去医院检查，诊断是：传染性肝炎。他们推测，斯诺也染上了肝炎，应到医院去接受检查。检查结果使人心寒胆颤：斯诺患了胰腺癌。12月15日，在洛桑医院，外科医生为他切除了被癌症侵犯的胰腺体部和尾部，同时切除了一小段有系膜转移的回肠。手术时医生还发现在他的肝脏有一个像网球那么大的转移癌，无法切除。这表明斯诺患了不治之症。
手术后的斯诺以为他的健康很快就可以恢复。他一心想写完第三次新中国之行的书——《漫长的革命》。手术后两个星期，他就回到日内瓦郊区的家中。
其实，病魔并没有离开斯诺，他的疼痛日益加重。回到家里后，开始他还坚持由洛伊斯陪同到附近村子里散步，并在床上阅读每日的新闻和信件，了解全世界发生的大事。但不久他就感到体力和精神的不支，散步取消了，报纸和信件也只好让夫人或女儿西安在病榻前念给他听。他的疼痛常常在晚间更加厉害，使得他除了服医院带回来的止痛片外，还不得不在半夜到澡盆里做热水浴，这样才能感到暂时好受一些。
根据医生的建议，他出院后要在当地医院进行化疗。为此，斯诺每隔一日就要由洛伊斯或儿子克里斯托弗驾车送到附近一家医院接受治疗。每一次他都必须穿衣、下楼、乘车。到了医院后，又要上楼、更衣，然后躺在病床上一动不动地接受三四个小时的氟脲密啶静脉点滴。治疗完毕后，他要重复来时的一套对他来讲是非常费劲的规程，才能回到自己的卧室上床休息。每次治疗都使他疲惫不堪。再加上这种化学治疗反应的结果，他的食欲不振，吃喝很少。他手术后身体不但没有得到恢复，相反却很快地消瘦下去，经常处于神志不清状态。
同时，洛伊斯也生病、身体不好，还要昼夜陪伴，照顾斯诺，困乏难熬，孤立无援。有一次，洛伊斯有一会儿不在，斯诺一半身子就离开床，他身上挂着各种管子在找拖鞋。“在神智近乎昏迷的状态下，他就什么必要的克制都不顾了。”
洛伊斯在软弱无力、难于应付的情况下，向外求援，写信给斯诺在波士顿和堪萨斯城的家人，写信给自己在加利福尼亚的家人，写信给在纽约、巴黎、伦敦做医生的朋友，问有没有东西，有没有人能救她丈夫的性命。
洛伊斯也写了一封信给中国的马海德医生。很快她收到马海德的回信。回信要求他们考虑到北京来。中国虽然不能保证有治愈斯诺病的把握，但在中国，斯诺“可以得到一切关怀，一切照顾，可以用上一切科学知识”。
很快，中国驻瑞士大使陈志方和夫人王静去探望、慰问斯诺。他们带去了周总理给斯诺的一封信，其中并附有毛泽东和邓颖超的亲笔问候。看到周总理的信，斯诺激动万分，顾不得全身的疲乏和疼痛，下床和陈大使热烈拥抱，表达了他对周总理的深切感激。在旁的洛伊斯和王静，都感动得热泪盈眶。洛伊斯在《我热爱中国》一书中写道：“这封深情厚谊的信对躺在病床上的埃德加来说，好像那个阴暗的早晨顿时出了太阳一样。”
斯诺立即口授给周总理一封回信，表示对周总理的慰问“极为感激”、“极为动心”。
宋庆龄也给斯诺去了信，对他的患病深为关切，并愿意提供“个人帮助”。
1972年1月，中国政府采取了行动。1月22日，毛泽东和周恩来派遣由马海德医生带队的医护小组从北京动身前往瑞士，想把斯诺接到中国采用中西医相结合的方法进行治疗，希望这样能减少他的痛苦，延长他的生命。医护小组途中经过卡拉奇和罗马时，和当地的中国使馆安排好回程中为斯诺提供紧急住院的准备，以防危险。瑞士的中国使馆和法国航空公司商定，要他们在民航飞机上安装一张病床，并在约定的航班专程经日内瓦接病人上机（因为这一航班是不经日内瓦的）。
在北京，日坛医院已经准备好一套病房和一个医护班子，等待斯诺的到来。但是，当中国医护人员到瑞士看到斯诺时，他已经经不起远途颠簸了。遵照周恩来的意见，中国医护人员把斯诺家变成了一所家庭医院，从阿尔及利亚又调来几位中国医护人员，对斯诺进行最后的医护。
为了减轻病人的痛苦，为了减轻洛伊斯及家人的负担，中国医护人员分昼夜两班，24小时守护着斯诺。他们一起研究、分析问题，交换意见，提出可能更好、更加有效的治疗方法。他们强压着痛苦面带微笑，态度从容沉着，辛勤劳作。他们主动和洛伊斯讨论病情，解释病情变化的意义，以便使她对日近一日的不可避免的不幸有比较充分的思想准备。这些都使斯诺一家深为感动。洛伊斯在她的《庄严的死——当中国人到来的时候》（中译本名《我热爱中国》）一书中以感人的笔法描述了中国医疗小组到达后，他们家里发生的动人事情，记录了中国医疗小组辛勤工作的情形。她写道：“不在于中国人在治疗癌症的技术方面掌握得更多，或者更好……而是在于对待疾病、对待病人、对待所有参与这场个人同无情的疾病进行斗争的人的态度。这些男男女女从远方来到这里，运用他们日常生活中的行为准则，凡是同我们家庭有来往的人，无不受到他们的感染。这是一种极为深刻的共患难的经历。”1982年，在北京纪念斯诺逝世10周年大会上，她还说：中国医护小组“带来了我们从别处难以得到的安慰和照料，使埃德减轻了临终前的痛苦，也为我和两个孩子及其他亲友分担了痛苦。……这种帮助是一份极不寻常的厚礼。”
中国医护小组把斯诺的病情每两三天向国内报告一次。中国驻瑞士大使陈志方经常去看望斯诺，带去毛泽东和周恩来的问候，这些在精神上给了斯诺莫大的安慰。但是，他的病情仍继续恶化。
2月8日，中国驻联合国代表黄华专程到日内瓦探望斯诺。马海德带黄华到斯诺的床前，等了一会儿，斯诺醒来，意外地看到黄华，非常高兴。他握着黄华和马海德的手，思维又回到36年前的保安，语重心长而又幽默地说：“咱们三个‘赤匪’又见面了。”说完，他们都笑了。
这几乎是斯诺一生中最后的谈话了。此后一周他一直昏迷不醒。2月15日凌晨2时，斯诺在睡眠中逝去，享年67岁。
洛伊斯吻别了躺在病床上的斯诺后，和全体医护小组成员一一拥抱，每个人的脸上都挂满泪痕。
半个小时后，洛伊斯对中国医护人员说，斯诺生前有遗嘱，要献出他的角膜，好为双目失明的人进行角膜移植。中国医护人员为斯诺的高尚品德深深感动。但由于病种和慢性中毒的原因，斯诺的角膜不适于移植。
中国医护人员给斯诺抽了腹水，刮了脸，洗了澡，整了容，并给他穿上了黑色高领毛衣和一条褐色的西装长裤，外面套了一件淡蓝色晚礼服，重新换了床单和枕头。他们还将别墅里所有的鲜花都集中在斯诺周围。斯诺安详地仰卧在花丛中。
当天晚上，陈志方和王静带来了中国发来的几封唁电：
斯诺夫人：
获悉埃德加·斯诺先生不幸病逝，我谨向你表示沉痛的哀悼和亲切的慰问。
斯诺先生是中国人民的朋友。他一生为增进中美两国人民之间的相互了解和友谊进行了不懈的努力，做出了重要的贡献。他将永远活在中国人民心中。
毛泽东
1972年2月16日
斯诺夫人：
惊悉我们尊敬的朋友埃德加·斯诺先生不幸逝世。在这个悲痛的时刻，邓颖超同志和我向你表示沉痛的哀悼，并致以亲切的慰问。
斯诺先生的一生，是中美两国人民诚挚友谊的一个见证。早在中国人民进行民族、民主革命时期，他就同中国的革命力量建立了友谊。他冲破当时的重重障碍，热情地把毛泽东主席领导下的中国革命斗争和中国工农红军的二万五千里长征，介绍给美国和各国人民。在我国解放后，他又多次来访，报道了毛主席领导下新中国人民革命事业的进程。他的著作受到中外广泛的重视。甚至在他重病期间，他仍念念不忘为增进中美人民之间的了解和友谊而工作。对这样一位老朋友，中国人民是不会忘记的。
斯诺先生去世了，但我们相信，他一生为之努力的中美两国人民之间的友谊一定会日益发展。
希望你和你的子女，化悲痛为力量，继续为实现斯诺先生的遗志而努力。
周恩来
1972年2月16日