И. М. Сеченов умер 15 ноября 1905 г. от крупозного воспаления легких.
Наибольший вклад сделан И. М. Сеченовым в такие разделы физиологии, как газы крови и дыхательный газообмен, нейрофизиология с электрофизиологией и психофизиология.