Карл Юхан отнюдь не обладал железным здоровьем, но был крепко сложен. Когда он в 1838 году упал с лошади и сломал ключицу, то обследовавший его врач удивился его хорошо развитым мускулам и высказал предположение, что Карл Юхан доживёт до 100 лет. Врач ошибся. Король часто болел, продолжал страдать от кровохарканий, мучивших его со времён солдатской молодости. Проклятая Корсика! Она напоминала о себе до последних дней жизни. Он часто простужался и болел, у него была плохая циркуляция крови в ногах, его постоянно мучило сильное слюноотделение, а в 1835 году болезнь оказалась настолько серьёзной, что рассматривался вопрос о передаче власти кронпринцу Оскару. Но он достиг такого возраста, которого на шведском троне до него не достигал ни один король. В день своего 80-летия в январе 1843 года он был в полном здравии — как и в годовщину своей коронации в мае 1843 года, когда он верхом на коне, с гордо поднятой головой, принимал военный парад на плацу в Ердете.
К осени состояние его здоровье стало, однако, резко ухудшаться. В сентябре он упал в своём кабинете и повредил ногу. Возможно, у него был инфаркт, но сам он винил неправильно поставленную слугой ширму, о которую споткнулся. Но он не падал духом и, лёжа в постели, демонстрировал гибкость своего тела тем, что большим пальцем здоровой ноги доставал до подбородка! Через несколько недель он полностью восстановил свой рабочий режим, а 1 января 1844 года даже показался на традиционном балу, устраиваемом в королевском дворце для жителей столицы. Продолжались "камерные перекусоны" и бдения далеко за полночь.
Но 26 января случился новый припадок. Король успел дёрнуть ручку звонка, и к нему в спальню примчались слуги и врачи. Они обнаружили его без сознания и тяжело дышащим. На следующее утро врачи установили кровоизлияние в мозг, т. е. инсульт. С разрешения принца Оскара королю открыли вену, после которого наступило некоторое облегчение и частично вернулось сознание. (Сам же Карл Юхан считал этот способ лечения бесполезным и категорически запрещал практиковать его на себе.) Однако через три дня состояние больного ухудшилось, у него поднялась температура, и он снова потерял сознание. В бреду он вспоминал эпизоды из французской революции и возвращался к своим бывшим товарищам. "Вы все предатели! Вас нужно всех повесить!" — хрипел он с трудом, а увидев сына Оскара, закричал: "Оскар, нам надо защищаться!"
29 января больной почувствовал некоторое облегчение, кошмары прекратились, и 30 января он был спокоен и в полном сознании. Он попросил побрить его, принести газеты с заграничными известиями и даже принял несколько посетителей. Всё это время с ним рядом, кроме жены, сына, невестки и внуков, находились лейб-медик Эрик Эдхольм (1777–1856) и граф Магнус Брахе.
А потом Эдхольм констатировал закупорку вены в правой ноге и как следствие этого — подкравшуюся гангрену. У короля исчез сон, ему становилось всё хуже и хуже, временами он терял сознание. И так — до 5 марта, когда у короля наступило удушье и он уже больше не приходил в себя. С 1 февраля управление страной взял на себя кронпринц Оскар.
8 марта он последний раз пробормотал "Оскар" и в 15.30 мирно и тихо ушёл из жизни.
Во время своей смертельной болезни, в период сознания, он 11 февраля надиктовал свои последние слова к сыну, а потом лично сделал в тексте исправления. В таком виде его завещание дошло до наших дней:
"Я не стремлюсь умереть, но не боюсь смерти; я прожил восемьдесят лет, а природа берёт своё. Ни у кого не было такой карьеры, как у меня; пусть откроют все тома и фолианты, изданные со времён выхода мира из хаоса. Я правил народом, осознающим свои права, предки которых, спасаясь от римской тирании, нашли убежище здесь в Скандинавии, откуда они несколько столетий спустя вышли, чтобы заставить именно этих римлян дрожать от страха. Когда встал вопрос о выборе меня в кронпринцы Швеции, я уже принял решение удалиться и жить частной жизнью. Всем известно, что я не имел никакого отношения к процедуре выборов. Я даже говорил генералу Вреде, что не приму предложение. Но до меня дошло, что император, узнав о том, что в Париже появились какие-то шведы и предложили мне место наследника шведского трона, сказал маршалу Даву: "Князь Понте-Корво неосмотрителен, но посмотрим, он еще не достиг цели ". Это привело к тому, что я решил объявить во всеуслышанье, что приму предложение, если меня выберут. Наполеон сказал мне тогда при личной встрече: "Вы не будете счастливы, они требуют Бога " Он не мог допустить, что другой смертный мог стать таким же великим человеком, как и он сам.