天寶十四載（公元755年），范陽、平盧、河東三鎮節度使安祿山以清君側反。
楊國忠為名起兵叛亂，兵鋒直指長安。次年，唐玄宗帶著楊貴妃與楊國忠逃往蜀中（今四川成都），途經馬嵬驛（今陝西興平市西）時，陳玄禮為首的隨駕禁軍軍士，一致要求處死楊國忠跟楊貴妃，隨即譁變，亂刀殺死了楊國忠。
唐玄宗言國忠亂朝當誅，然貴妃無罪，本欲赦免，無奈禁軍士兵皆認為貴妃乃禍國紅顏，安史之亂乃因貴妃而起，不誅難慰軍心、難振士氣，繼續包圍皇帝。唐玄宗接受高力士的勸言，為求自保，不得已之下，賜死了楊貴妃。最終楊貴妃被賜白綾一條，縊死在佛堂的梨樹下，時年三十八歲，這就是白居易的《長恨歌》中的“六軍不發無奈何，宛轉蛾眉馬前死”之典故。
玄宗在安史之亂平定後回宮，曾派人去尋找楊貴妃的遺體，但未尋得。
《新唐書》中的記載與《舊唐書》大致相同，由此可見，楊貴妃確實死於馬嵬坡。後人傳說貴妃沒死，可能只是一種美好的願望。
有人說，楊玉環可能死於佛堂。《舊唐書·楊貴妃傳》記載：禁軍將林芳兵，香消玉殞前的貴妃向菩薩祈禱
領陳玄禮等殺了楊國忠父子之後，認為“賊本尚在”，請求再殺楊貴妃以免後患。唐玄宗無奈，與貴妃訣別，“遂縊死於佛室”。《資治通鑑·唐紀》記載：唐玄宗是命太監高力士把楊貴妃帶到佛堂縊死的。《唐國補》記載：高力士把楊貴妃縊死於佛堂的梨樹下。
陳鴻的《長恨歌傳》記載：唐玄宗知道楊貴妃難免一死，但不忍見其死，便使人牽之而去，“倉皇輾轉，竟死於尺組之下”。樂史的《楊太真外傳》記載：唐玄宗與楊貴妃訣別時，她“乞容禮佛”。
高力士遂縊死貴妃於佛堂前的梨樹之下。陳寅恪先生在《元白詩箋證稿》中指出：“所可注意者，樂史謂妃縊死於梨樹之下，恐是受香山（白居易）‘梨花一枝春帶雨’句之影響。果爾，則殊可笑矣。”樂史的說法來自《唐國史補》，而李肇的說法恐怕是受《長恨歌》的影響。楊貴妃自縊死於佛堂中。陳玄禮及禁衛軍的將官看著這個過程，確認楊貴妃已死後，再出來跟禁衛軍士兵解釋，過了很久聚集的士兵才散去歸隊。
楊貴妃也可能死於亂軍之中。此說主要見於一些唐詩中的描述。杜甫於至德二年（公元757年）在安祿山佔據的長安，作《哀江頭》一首，其中有“明眸皓齒今何在，血汙遊魂歸不得”之句，暗示楊貴妃不是被縊死於馬嵬驛，因為縊死是不會見血的。
李益所作七絕《過馬嵬》和七律《過馬嵬二首》中有“託君休洗蓮花血”和“太真血染馬蹄盡”等詩句，也反映了楊貴妃為亂軍所殺，死於兵刃之下的情景。杜牧《華清宮三十韻》的“喧呼馬嵬血，零落羽林槍”；張佑《華清宮和社舍人》的“血埋妃子豔”；溫庭筠《馬嵬驛》的“返魂無驗表煙滅，埋血空生碧草愁”等詩句，也都認為楊貴妃血濺馬嵬驛，並非被縊而死。
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楊貴妃之死也有其它的可能，比如有人說她系吞金而死。這種說法僅見於劉禹錫所用的《馬嵬行》一詩。劉氏之詩曾寫道：“綠野扶風道，黃塵馬嵬行，路邊楊貴人，墳高三四尺。乃問裡中兒，皆言幸蜀時，軍家誅佞幸，天子舍妖姬。群吏伏門屏，貴人牽帝衣，低迴轉美目，風日為天暉。貴人飲金屑，攸忽舜英暮，平生服杏丹，顏色真如故。”
從這首詩來看，楊貴妃是吞金而死的。陳寅恪先生曾對這種說法頗感稀奇，並在《元白詩箋證稿》中作了考證。陳氏懷疑劉詩“貴人飲金屑”之語，是得自“裡兒中”，故而才與眾說有異。然而，陳氏並不排除楊貴妃在被縊死之前，也有可能吞過金，所以“裡兒中”才傳得此說。
上皇自蜀還，令中使祭奠，詔令改葬。禮部侍郎李揆曰：“龍武將士誅國忠，以其負國兆亂。今改葬故妃，恐將士疑懼，葬禮未可行。“乃止。上皇密令中使改葬於他所。初瘞時以紫褥裹之，肌膚已壞，而香囊仍在。內官以獻，上皇視之悽惋，乃令圖其形於別殿，朝夕視之。（《舊唐書·卷五十一楊貴妃傳》）
姓名由來
楊玉環名字《舊唐書》與《新唐書》裡沒有寫，《資治通鑑》裡也沒有明確記載，《長恨歌傳》只說她是“楊玄琰女”。唐大中九年（855年），也就是楊貴妃死後大約100年，鄭處誨編撰的《明皇雜錄》裡才第一次提及：“楊貴妃小字玉環”。後人沿用至今。楊貴妃的“玉奴”、“玉娘”、“玉環”這三個名字是真實存在的，其中的奴、娘、環三個字的用語都是不同時期對楊貴妃名字的一種襯托。玉奴，是她兒時的愛稱；玉娘，是她冊封前的尊稱；玉環則是她冊封貴妃、身體發福後人們對她的戲稱。楊貴妃的真實姓名應該叫做“楊玉”。
玉環羞花
有一種小巧玲瓏的花卉，它的複葉酷似芙蓉枝，點點對稱，宛如鳥羽。
玉環羞花
植株上綴以數朵淡紅色的小花，狀若楊梅。人們用手一指，它那羽狀小葉便很快閉合，葉柄也慢慢垂下，就象初涉人世的少女，因為純潔和樸實，才那樣忸怩、嬌羞，所以人們都叫它“含羞草”。傳說楊玉環初入宮時，因見不到君王而終日愁眉不展。有一次，她和宮女們一起到宮苑賞花，無意中碰著了含羞草，草的葉子立即卷了起來。宮女們都說這是楊玉環的美貌，使得花草自慚形穢，羞得抬不起頭來。唐玄宗聽說宮中有個“羞花的美人”，立即召見，封為貴妃。
從此以後，“羞花”也就成了楊貴妃的雅稱了。含羞草“羞”於見人，是由於植物電的緣故。