ในบั้นปลายชีวิตของท่าน เริ่มป่วยทุลพลภาพ จึงไปรักษาตัวในตำบลต่าง ๆ พักอยู่ที่เมืองชลบุรี สำนักวัดป่า แล้วมาอยู่ที่บ้านคลองเตย จังหวัดนครเขื่อนขันธ์ ครั้น ร.ศ. 128 (พ.ศ. 2452) อาการป่วยไม่ทุเลาลง เจ้าพระยาเทเวศร์ฯ จึงกราบบังคมขอลาออกจากราชการ รับพระราชทานเบี้ยบำนาญเดือนละ ๑,๐๐๐ บาท ต่อมาเมื่อวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2465 เวลา 09.25 น. เจ้าพระยาเทเวศร์ฯ ได้ถึงอสัญกรรมลงด้วยโรคหัวใจพิการ ที่บ้านคลองเตย สิริอายุรวมได้ 69 ปีเศษ 1 เดือน 1 วัน ถึงเวลา 21.00 น. สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าภาณุรังษีสว่างวงศ์ กรมพระยาภาณุพันธุวงศ์วรเดช เสด็จแทนพระองค์มาพระราชทานน้ำหลวงอาบศพ สวมลอมพอกโหมดพระราชทาน แล้วเจ้าพนักงานยกลองในตั้งบนแท่น ๒ ชั้น ประกอบโกศมณฑป มีพระพิธีธรรมสวดพระอภิธรรม ๑๕ วัน[7]