1898年6月11日，光绪皇帝开始"百日维新"。为了加快推行变法，壮大维新派阵营，光绪皇帝决定起用一些新人来推行变法。于是，在宣布变法的第二天，下令湖广总督张之洞、湖南巡抚陈宝箴束送黄遵宪、谭嗣同上北京，准备接受授予的新职。但是，未等谭嗣同的大志付诸实现，顽固派们便准备先行下手绞杀改革派了。9月21日早晨，慈禧发动政变，将光绪帝囚禁于中南海瀛台，并假借光绪帝的名义，请慈禧"训政"。慈禧重掌清廷大权，废除新政，戊戌变法就这样失败了。

在这危急的时刻，大刀王五也一再劝谭嗣同出走，并自愿做他的保镖。可是谭嗣同决心已定，拒绝出走，并取下随身所带的"凤矩"宝剑赠送给王五，慷慨激昂地说："大丈夫不做事则已，做事则磊磊落落，一死何足惜。各国变法，无不因流血而成。中国还没有因变法而流血的，今天就从嗣同始。"

9月24日，慈禧下令将谭嗣同与林旭、杨锐、刘光第四位军机章京先行革职，交步军统领衙门拿解刑部审讯。9月28日下午，慈禧下令不经任何审讯，将谭嗣同等六人斩决。清廷刑部官吏将嗣同等六人提出监狱，从西门出。刘光第等昂首不跪，谭嗣同更是高声指责，场景十分壮烈。

下午三点半钟，谭嗣同等六人被押进刑场。有友人为刘光第等送来西鹤年堂药店的鹤顶血，要他们服下，立即昏迷，可以减轻就刑时痛苦。刘光第推开说："读书数十年，到今天才有用了，拿去。"

第一个被杀的是康广仁。当时行刑的刽手所用刀较钝，一刀下去，鲜血汩汩然冒出，脑袋却没有掉下，康广仁因痛苦挣扎，全身衣裤尽裂。

面对这痛入骨髓的惨状，谭嗣同等悲愤而又平静。杨锐被杀后，刘光第将其头捧过来，用纸擦掉血，放回杨锐脖颈处，然后引颈就戮。林旭就刑时，其神色不变。

谭嗣同是第五个被杀。他大踏步走向就刑处，仰天大笑。谭嗣同大喊：“有心杀贼，无力回天，死得其所，快哉快哉。” 这话令刽子手手抖不止，握不住刀，胆都快被吓破了，猛然间第三声炮响，午时三刻，天空却忽然被一片阴霾遮蔽，一片漆黑。刚毅被吓得面无人色，惊恐地喊道：“快斩！快给我斩！”慈禧专门交代刽子手用钝刀，而谭嗣同斩首时足足被砍30刀才断气！即便如此，他临死时仍大义凛然，没有露出一丝一毫的怯懦。

谭嗣同等六人被杀后，清政府还残暴地下令将六人的头颅悬挂在刑场上示众三天，莽苍斋的义仆刘凤池于当日午冒险将谭嗣同的无头尸体运回浏阳会馆，以自己的全部积蓄六十两银子购棺装殓。三天以后，刘凤池又将谭的头颅找回，请人缝合尸首，暂时安葬。第二年，刘凤池又护送谭的棺木回湖南浏阳城外石山下，正式安葬。