Летом 1533 года отправился Василий с женой и детьми к Троицкой обители, а оттуда на охоту в Волок Ламский, и тут постигла его болезнь: на левой ноге сделался у него подкожный нарыв. Однако Василий послал за ловчими и, переезжая из села в село, охотился. Доехав до Колпя, он послал пригласить на охоту своего брата Андрея Ивановича, который тотчас же прибыл на зов его. Желая скрыть от него болезнь, Василий выехал с ним на поле с собаками, но, отъехав версты две, совершенно изнемог, принужден был вернуться обратно в Колпь и слечь в постель. Тут велел он послать в Москву за Михаилом Глинским и своими лекарями: Николаем Булевым и Фефилом. Те приехали и с общего совета принялись лечить его припарками; но пользы было мало. Так прошло две недели. Василий послал в Москву стряпчего своего Мансурова и дьяка Меньшого Путятина за своею и отцовскою духовною, настрого заказав им ничего не говорить митрополиту, княгине и боярам. Они исполнили приказ. Василий тайком от всех велел сжечь свою духовную и стал думать со своими боярами, как бы ему вернуться в Москву. Из бояр были с ним тогда: князь Димитрий Бельский, Иван Васильевич Шуйский, Михаил Глинский и дворецкие его князь Иван Кубенский и Иван Шигона. Великий князь решил ехать из Волока в Иосифов монастырь. Больного повезли в каптане (возке); с ним сели двое людей, которые переворачивали его с боку на бок. В монастыре у ворот встретил Василия игумен с братиею, с образами и свечами. Великого князя взяли под руки и повели в церковь, где уже ждала его великая княгиня с детьми. Василий слушал литургию, лежа на одре, на паперти церковной. На другое утро великий князь отпустил брата своего Андрея и собрался в Москву. Его повезли тем же порядком. Остановки были частые. Великому князю становилось все хуже, и стал он думать с боярами, как бы ему приехать тайком в Москву, так как там было много иноземцев и послов. Наконец доехали они до Москвы. Великий князь велел призвать всех своих бояр, стал говорить им о своем малолетнем сыне Иване, о том, как строиться царству после него; и тут же приказал своим дьякам писать новую духовную. В это время съехались и братья его. Василий поручал им великую княгиню и детей, напоминая им крестное целование, и приказывал служить верно сыну его, «неподвижно», как ему служили. С тем же обращался он многократно к митрополиту и боярам и молил митрополита постричь его. К боярам своим он, кроме того, обратился с такой речью: «Поручаю вам Михаила Львовича Глинского; человек он приезжий, и вы бы того не говорили, что он приезжий; держите его за здешнего уроженца, потому что он мне верный слуга…»
Василий между тем испытывал страшные мучения: рана его воспалилась; от нее шел сильный смрад. Боязнь за будущность сына усиливала его мучения. В тоске обратился он к своему лекарю Николаю Булову и сказал ему: «Брате Миколае! Ты видел мое великое жалованье к себе: можно ли тебе сделать мазь или иное что, чтобы облегчить болезнь мою».
Николай отвечал великому князю: «Видел я, государь, твое государево жалованье великое; если бы можно, тело свое раздробил бы тебя ради, государя, но дума моя немощна без Божьей помощи».
Великий князь отвернулся и, обратившись к окружающим, сказал: «Братие! Миколай гораздо понял болезнь мою, ей ничто не пособит; нужно, братие, думать, чтобы душа не погибла вовеки».
Василий начал готовиться к смерти, причастился Св. Тайн. К нему приехал троицкий игумен Иосаф; он и его просил о жене и детях.
К Василию пришли братья и стали понуждать его вкусить пищи: великий князь поднес к губам миндальной каши, но тотчас же оставил ее. Кроме братьев, были еще при нем: Михайло Юрьев, князь Михайло Глинский и Шигона. Василий сказал им: «Вижу сам, что живот мой к смерти приближается, хочу послать за сыном моим Иваном и благословить его крестом Петра Чудотворца, хочу послать за женой своей великой княгиней и наказать ей, как ей быть по моей смерти», но потом одумался и сказал: «Не хочу посылать за сыном моим за великим князем за Иваном: сын мой мал, а я лежу в великой немочи, а то – испугается меня сын мой».