24 декабря 1925 года Есенин прибыл в Ленинград, поселившись в гостинице «Англетер» в номере 5.

28 декабря 1925 года Есенина нашли мёртвым в его номере его друг Г. Ф. Устинов с супругой. В момент смерти поэта дверь внутрь номера была наглухо заперта, её взламывали ломом. После взлома двери вошедшие друзья Есенина увидели страшную картину: весь номер был перевёрнут вверх дном, на шее лежавшего на диване поэта была подвешена петля, сделанная из разорванной простыни. На теле поэта были ссадины — на лице и на грудной клетке, пятна крови на полу, беспорядок в номере, скрещённые ноги и сведённая судорогой рука — вечером 28 декабря об этом свидетельствовало состояние друзей, увидевших его мёртвым. Последнее стихотворение поэта, написанное 27 декабря — «До свиданья, друг мой, до свиданья…» — по свидетельству Вольфа Эрлиха, было передано ему накануне: Есенин жаловался, что в номере нет чернил, и он вынужден был писать своей кровью.
Вскрытие тела проводил судебно-медицинский эксперт А. Г. Гиляревский 29 декабря 1925 года. В результатах вскрытия отмечались незначительные повреждения на теле. В заключении А. Г. Гиляревский указал, что смерть Есенина наступила от асфиксии через повешение. Согласно версии, которая является ныне общепринятой среди академических исследователей жизни Есенина, поэт в состоянии депрессии (через неделю после окончания лечения в психоневрологической больнице) покончил жизнь самоубийством (повесился).
Версия об убийстве
В 1970-е — 1980-е годы возникли версии об убийстве поэта с последующей инсценировкой самоубийства Есенина (как правило, в организации убийства обвиняются сотрудники ОГПУ). Вклад в разработку этой версии внёс следователь Московского уголовного розыска, полковник в отставке Эдуард Хлысталов. Версия проникла и в массовую культуру: в частности, в художественной форме представлена в телесериале «Есенин» (2005). Сторонники этой версии утверждают, что, если детально рассмотреть посмертные фото поэта в высоком разрешении, то можно с уверенностью предположить, что поэт перед смертью был сильно избит. По их мнению, в пользу этой версии говорит известный факт: Сергей Есенин, с юности увлекавшийся кулачными боями, был, по воспоминанию современников, достаточно сильным бойцом, который мог оказать активное сопротивление напавшим на него убийцам.
В 1989 году под эгидой ИМЛИ имени Горького была создана Есенинская комиссия под председательством советского и российского есениноведа Ю. Л. Прокушева; по его просьбе был проведён ряд экспертиз, приведших по его мнению к следующему выводу: «опубликованные „версии“ об убийстве поэта с последующей инсценировкой повешения, несмотря на отдельные разночтения…, являются вульгарным, некомпетентным толкованием специальных сведений, порой фальсифицирующим результаты экспертизы» (из официального ответа профессора по кафедре судебной медицины, доктора медицинских наук Б. С. Свадковского на запрос председателя комиссии Ю. Л. Прокушева)[35]. Версии убийства Есенина считаются поздним вымыслом или малоубедительными и другими биографами поэта.