Ngày 17 tháng 11 âm lịch năm Bính Thìn (1496), niên hiệu Hồng Đức thứ 27, Lê Thánh Tông bắt đầu không khỏe; trong một thời gian sau đó ông vẫn xét đoán việc chính sự. Đến ngày 29 tháng 1 âm lịch (2 tháng 3 dương lịch) năm Đinh Tỵ (1497), bệnh của ông bất ngờ trở nặng. Nhà vua ngồi tựa ghế ngọc, chỉ định Hoàng thái tử Lê Tranh kế nghiệp. Giờ Thìn ngày hôm sau, 30 tháng 1 âm lịch (3 tháng 3 dương lịch), Lê Thánh Tông băng hà ở điện Bảo Quang, hưởng dương 55 tuổi. Trước khi mất, ông có để lại một bài thơ tự thuật:
Ngày 17 tháng 11 âm lịch năm Bính Thìn (1496), niên hiệu Hồng Đức thứ 27, Lê Thánh Tông bắt đầu không khỏe; trong một thời gian sau đó ông vẫn xét đoán việc chính sự. Đến ngày 29 tháng 1 âm lịch (2 tháng 3 dương lịch) năm Đinh Tỵ (1497), bệnh của ông bất ngờ trở nặng.