Nguyễn Văn Tường muốn lập Ưng Đăng lên làm vua, nhưng Tôn Thất Thuyết nắm quân đội trong tay, lập em của Tự Đức là Lãng quốc công Hồng Dật lên ngôi, với niên hiệu là Hiệp Hòa, lúc này Nguyễn Văn Tường và Tôn Thất Thuyết bàn nhau việc trừ khử Tự quân (tức Dục Đức, lúc đó đang bị giam ở viện Thái y), mới dời ông qua nhà ngục phủ Thừa Thiên và cho canh giữ cẩn mật, lại bắt các con của ông về quản thúc ở quê mẹ: hai hoàng tử thứ 7 (tức vua Thành Thái sau này) và thứ 9 theo mẹ là bà Vương phi Phan Thị Điều về xã Phú Lương, Hoàng tử thứ 10 theo mẹ là bà Nguyễn thị về xã Phú Xuân, còn Hoàng tử thứ 11 vẫn đang trong bụng mẹ. Các con của ông nguyên trong tên có bộ Sơn (山) đều phải đổi theo bộ Thạch (石). Hai người mật báo với quan cai ngục không cho Tự quân ăn uống gì nữa.

Giờ Thìn (7-9h) ngày 6 tháng 10 năm 1883[17] ông qua đời vì bị bỏ đói,[18] hưởng dương 32 tuổi. Người cai ngục khai rằng ông tuyệt thực mà chết, và đem di hài an táng ở cánh đồng xứ Tứ Tây, xã An Cựu, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên, sau được gọi là An Lăng.

Tuy nhiên, theo sử gia Phạm Văn Sơn, thì đang khi vua Dục Đức hết sức đau đớn vì đói khát, Tôn Thất Thuyết và Nguyễn Văn Tường đã sai người giết vua bằng thuốc độc vì sợ để lâu sẽ sinh biến.[19] Vì chỉ làm vua được mấy ngày chưa kịp đặt niên hiệu, Dục Đức chỉ là tên gọi nơi ở Dục Đức đường.

Khi ông mất, có hai người lính bó thi thể ông trong chiếu rách, mang chôn. Thế nhưng đến đầu làng An Cựu, ngoại thành Huế thì xác vua rơi xuống bên khe nước nông. Tin rằng đây là nơi yên nghỉ do vua tự chọn, người ta chỉ chôn cất ông qua loa cho xong việc. Lâu ngày, ngôi mộ gần như trở thành phần đất bằng do không ai chăm sóc. Có lần, một người ăn mày đói chết, gục ngay trên mộ vua, dân nơi đó không biết vua Dục Đức đã nằm tại đó nên chôn người ăn mày ngay trên mộ vua. Sau này, khi vua Thành Thái lên ngôi, ông lần theo dấu vết và lời kể lại để tìm mộ vua cha. Thế nhưng khi đào lên, người ta thấy ở đó có tới hai bộ hài cốt, vậy là vua đành cho người ta lấp đất lại, xây nơi đó thành An Lăng.[20]

Năm 1886 dưới triều vua Đồng Khánh, ông được truy phong là Thụy Nguyên quận vương, thụy là Trang Cung.[13] Năm 1889, Đồng Khánh băng hà, con của Dục Đức là Bửu Lân được lập lên ngôi, tức Hoàng đế Thành Thái. Vua mới cho lập miếu Hoàng khảo (hay Tân miếu) trong kinh thành để thờ cúng Dục Đức.

Năm 1892, Thành Thái truy tôn cha mình là Cung Huệ Hoàng đế (恭惠皇帝). Lăng của Dục Đức là An Lăng, tại làng An Cựu, xã Thủy Bằng, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên. Năm 1897, đổi Tân miếu thành miếu Cung Tông, năm 1899 cho xây điện thờ ở An Lăng, gọi là điện Long Ân.[13] Năm 1901, vua Thành Thái truy thụy cho cha mình là Khoan Nhân Duệ Triết Tĩnh Minh Huệ Hoàng đế (寬仁睿哲靜明惠皇帝), miếu hiệu là Cung Tông (恭宗).[21]