Александр III скончался 20 октября неожиданно для всех, не дожив одного года до пятидесяти лет. Не помог и переезд в Крым, где поначалу казалось, что состояние императора улучшается, сухой крымский воздух благотворно на него подействовал. Перемена к худшему наступила внезапно. Последний раз Мария Фёдоровна выехала с мужем на короткую прогулку в коляске 2 октября, и больше он уже не покидал своих комнат. Императрица всё ещё не теряла надежды, верила, что Бог не допустит такой несправедливости, чтобы она осталась без своего Саши, делала всё, что могла. По её настоянию в Ливадию прибыл известный профессор из Германии Эрнст Лейден. Врачи осматривали больного, давали рекомендации, предписывали лекарства. Однако жене лишь мольбами и слезами удавалось заставить его их принять. Она часами делала ему лёгкий успокаивающий массаж, тщательно следила за его диетой. Со слезами на глазах Мария Фёдоровна согласилась на желание мужа послать приглашение невесте своего старшего сына, принцессе Гессенской Алисе. 10 октября в сопровождении своей сестры, великой княгини Елизаветы Фёдоровны, Алиса предстала перед императором. Умирающий благословил брачный союз цесаревича Николая. Ему оставалось лишь десять дней жизни.
В предчувствии конца мужа Мария Фёдоровна словно оцепенела. Она почти не спала, ничего не ела, много молилась. Просила Господа не допустить, чтобы Саша, любовь, радость, ушёл из жизни. Она готова была пожертвовать всем, лишь бы он остался с ней.
Но судьба была неумолима. Утром 20 октября император настоял на том, чтобы ему разрешили подняться с постели и пересесть в кресло. «Я думаю, что пришёл мой час, — сказал он жене. — Не печалься обо мне. Я совершенно спокоен». Немного позже позвали детей и невесту старшего сына. У дворца в ожидании страшной вести стояли родные и близкие.
Один из очевидцев кончины Александра III граф Шереметев писал в своих мемуарах:
«Мы пошли в Большой дворец, куда начали все собираться. Быстро входит великий князь Николай Михайлович, весь взволнованный, в слезах. Говорит: «Умирает удивительно, как патриарх...» Прошло несколько минут, входит Бенкендорф и говорит: «Он умер»... поднялись по лестнице. Дверь с верхней площадки лестницы в приёмную была закрыта. Прислуга стояла у дверей и плакала. Мы остановились на верхних ступенях лестницы, стояли, как казалось нам, мучительно долго... И вот дверь отворилась настежь, и мы вошли. Это была та комната, в которой принимала меня императрица тому назад несколько дней, маленькая, в одно окно. Из неё дверь была открыта в соседнюю комнату, вправо, в спальню.
В мыслях промелькнуло: что я увижу? Но увидал то, чего конечно же помыслить не мог... Увидел и остолбенел. Спиною к открытым дверям в креслах сидел государь. Голова его слегка наклонилась влево. И другая голова, наклонённая вправо, касалась его, и эти две головы замерли неподвижно, как изваяния. То была императрица. У меня промелькнуло: они оба живы, или они оба умерли. Священник медленно и отчётливо читал Евангелие. Мгновенно всё вокруг меня зарыдало. И никто не трогался с места...»
Не сдерживая слёз, родные стали подходить прощаться. Мария Фёдоровна всё ещё сидела в том же положении. Вдруг заметили, что она без сознания. Подняли с кресла, внесли в спальню, положили на кровать. Лишь примерно через час императрица, теперь уже вдова, очнулась...
Вечером того же дня в спальне служили первую панихиду. Мария Фёдоровна, вся в чёрном, стояла окаменев. Она не плакала, ни на что не реагировала, как будто уже и не жила.
27 октября гроб с телом усопшего императора отправили из Ливадии. В тот же вечер на корабле прибыли в Севастополь. Мария Фёдоровна, простившись с сыном Георгием, который должен был возвращаться в Аббас-Туман, села в поезд, в который внесли и гроб её мужа. Она ехала в том самом вагоне, где пять недель назад с ней вместе сидел её дорогой супруг. В письме к Георгию она написала: «Видеть его место на диване всегда пустым! Повсюду, повсюду мне кажется, что в любой момент он может войти. Мне чудится, что я вижу, как сейчас появится его дорогая фигура. И я всё не могу осознать и заставить войти в мою голову эту страшную мысль, что всё кончено и что мы должны продолжать жить на этой грустной земле уже без него!»
В Петербурге, куда прибыли спустя пять дней, Мария Фёдоровна не пропускала ни одной панихиды, которые служились ежедневно. «С того момента, как началась для меня эта чернота, мы пережили тяжёлые и душераздирающие моменты, — писала она сыну, — и главным образом это был приезд сюда, в наш любимый Аничков, где мы были так счастливы в течение 28 лет. А теперь всё кажется мне таким пустым и страшным. Любимые комнаты, когда-то такие родные и симпатичные, а теперь пустые и грустные. Я чувствую себя в них абсолютно потерянной. Я ощущаю, что душа их покинула».
Погребение Александра III состоялось 7 ноября в Петропавловской крепости. Мария Фёдоровна не уронила ни одной слезы. Когда подходила к гробу для прощального поцелуя, закрыла глаза. «О как это было страшно и ужасно — последнее прощание. Это было повторением незабываемого 20 октября, когда добрый Бог отобрал у меня того, которого я лелеяла и любила больше всего на свете и который всем вам был лучшим из отцов», — писала она сыну Георгию.
Многие годы впоследствии ей казалось, что её супруг вернётся к ней. Для неё он навсегда остался живым. Ни разу она не взглянула на него в гробу, сердце не велело, да и сил не было увидеть его безжизненным. Часто он приходил к ней в её сновидениях. Проснувшись после «свидания с ним», она не скрывала своей радости: он не забывает о ней.
«Я так и не могу привыкнуть к этой страшной реальности, что дорогого и любимого больше нет на этой земле. Это просто кошмар. Повсюду без него — убивающая пустота. Куда бы я ни отправилась, везде мне его ужасно не хватает. Я даже не могу подумать о моей жизни без него. Это больше не жизнь, а постоянное испытание, которое надо стараться выносить, не причитая, отдаваясь милости Бога и прося Его помочь нам нести этот тяжёлый крест!»
Мария Фёдоровна в столь трудные для неё дни держалась самоотверженно: присутствовала на церемониях, принимала соболезнования множества именитых гостей, прибывших в Петербург почти из всех владетельных европейских домов, чтобы отдать последний долг русскому царю.
На престол вступил великий князь Николай Александрович. Через неделю после похорон состоялось его бракосочетание с принцессой Гессенской, ставшей в православии Александрой Фёдоровной. Отныне она первая дама в государстве, а Мария Фёдоровна получила официальный титул «вдовствующая императрица». Но казалось, что переход в новое качество датскую принцессу-вдову мало беспокоил. Её сердце переполняло одиночество.
Великий князь Константин Константинович после обряда венчания Николая II записал в своём дневнике: «Больно было глядеть на бедную Императрицу. В простом, крытом белым крепом, вырезном платье, с жемчугами на шее, она казалась ещё бледнее и тоньше обыкновенного, точно жертва, ведомая на закланье; ей невыразимо тяжело было явиться перед тысячами глаз в это трудное и неуютное для неё время». Но Мария Фёдоровна достойно выполняла свой долг. Из Зимнего дворца, где свершилось бракосочетание сына, она первой уехала в свой Аничков дворец, чтобы приготовиться к приёму новобрачных. За праздничным столом она осталась лишь короткое время, извинилась и ушла. В этот вечер сдержать слёз она уже не могла.
В письме сыну Георгию Мария Фёдоровна «вылила» свою душу: «У нас два дня назад наш дорогой Ники женился. И это большая радость видеть их счастливыми. Слава Богу, этот день прошёл. Для меня это был настоящий кошмар и такое страдание. Эта церемония с помпой при такой массе народа! Когда думаешь, что это должно проходить публично, сердце обливается кровью и совершенно разбито, это более, чем грех. Я всё ещё не понимаю, как я смогла это перенести. Это было жутко, но добрый Бог дал сверхчеловеческие силы, чтобы перенести всё это. Без Него это было бы невозможно. Ты представляешь, как же должно быть страшно, несмотря на эмоции и резкую боль, присутствовать на свадьбе Ники без любимого Ангела Папы. Однако я чувствовала его присутствие рядом с нами, и что он молился за счастье нашего дорогого Ники, и что его благословение всё время снисходит на нас свысока».