1949(昭和24)年、大腸カタルで危篤となるも、奇跡的に回復しました。設置され、第1回文化功労者に。1958年、91歳の時東京都名誉都民となりました。1954年12月、風邪をこじらせ肺炎となり床に臥す。翌年も病に臥したままでした。12月佐川町名誉町民に。その年には、高知県五台山に牧野植物園が設立されることが決定していました。1957(昭和32)年、1月18日にその生涯を終えました。死後に、文化勲章が授与されました。東京都谷中墓地に葬られ、佐川町に分骨されました。