Mais bientôt, si le jugement du Prince était aussi sain que lucide, les forces physiques redonnèrent inertes et presque apathiques. Sa gaieté, son activité semblaient s'éteindre peu à peu et faire place à une mélancolie involontaire.
Rentré à Munich à la fin d'août 1823, le prince Eugène se plaignit de vertiges à la suite d'une longue chasse au sanglier, exercice pour lequel il avait conservé une grande prédilection. On eut recours de nouveau aux saignées qui produisirent quelque soulagement.
Mais, aux approches de Noël, le prince Eugène éprouva, tout à coup, un affaiblissement subit des organes de la vue et de l'ouïe, principalement du côté gauche. Le bras et la jambe, du même côté, s'engourdirent également, et la parole devint embarrassée. Cet accident, qui avait tous les symptômes de la paralysie, causa de vives alarmes à sa famille. Les médecins ordonnèrent une nouvelle saignée. Depuis lors, l'affaissement alla toujours croissant malgré quelques intervalles de mieux.
Des consultations furent demandées aux docteurs Larrey et Dupuytren, qui tiraient les plus sinistres présages des rapports qui leur avaient été faits sur l'état du Prince par le baron Darnay, alors en mission à Paris.
Le deuil était général à Munich; l'affliction de la famille royale et de la population fut sans bornes, quand, dans la nuit du 21 février 1824, le prince Eugène expira.
Lorsque cette triste nouvelle parvint en France, Louis XVIII s'écria : « J'en suis bien peiné ; le prince Eugène était un honnête homme et un homme de bien. »
La France tout entière fut touchée de l'opinion manifestée par le Roi envers un Prince chez lequel elle avait reconnu les plus nobles et les plus hautes qualités, et dont elle déplorait la fin prématurée. 