Nel settembre del 1898 l’imperatrice si mise in viaggio per il lago di Ginevra in Svizzera nel corso di un soggiorno di cura, e fece visita alla baronessa Rothschild nella sua casa di campagna. Poiché quel viaggio non era una visita di stato, e per non imporre al paese che la ospitava alcun obbligo di rappresentanza, l'imperatrice viaggiava sotto lo pseudonimo di «contessa di Hohenems», un titolo che gli Asburgo portavano e che anche l’imperatore utilizzava quando si trovava all’estero in soggiorno privato. L’imperatrice si recò a Ginevra e prese una suite nell’Hotel Beau Rivage. La sera si recò in città con la sua accompagnatrice, Irma Sztáray, a mangiare un gelato e ad acquistare regali per i nipotini. Essendo trapelata la notizia per un’indiscrezione, già il giorno seguente i giornali scrivevano del soggiorno dell’imperatrice. L’anarchico Luigi Lucheni, che si trovava in città, progettava un attentato per compiere un gesto esemplare contro i ricchi. La vittima che aveva prescelto era il principe Henri Philippe Marie d’Orléans, il quale però all’ultimo minuto aveva disdetto la visita a Ginevra. Quando Lucheni apprese infine dai giornali la notizia del soggiorno dell’imperatrice e venne a conoscenza dei suoi progetti per la giornata, cambiò piano. Sorvegliò a lungo i movimenti di Elisabetta e della sua accompagnatrice davanti all’albergo, e si appostò infine sulla passeggiata in attesa delle due donne. Con una lima a forma di pugnale inflisse all’imperatrice una ferita al cuore, minuscola ma mortale. Ella cadde in reazione al colpo, ma si rialzò immediatamente.

Dopo aver ringraziato le persone che avevano assistito alla scena ed erano accorse in aiuto, Elisabetta si affrettò per non perdere la nave a vapore e salì a bordo convinta di aver ricevuto soltanto un pugno, ma cadde poi svenuta.

Quando la contessa Irma Sztáray slacciò il corsetto dell’imperatrice per farla respirare meglio e si accorse della macchiolina di sangue sulla camicia, si rese subito conto che Lucheni aveva pugnalato Elisabetta. Rese allora nota la vera identità della contessa di Hohenembs e l’imperatrice morente fu riportata in albergo. I medici accorsi non poterono più salvare Elisabetta, che morì di emorragia interna.

Per l’imperatrice quella fu una fine “bella e quieta e grande, al cospetto dell’amata e grande natura, indolore e pacifica, fu solo il mondo ad avvertirne l’orrore”, scrisse Carmen Sylva, poetessa amica di Elisabetta e regina di Romania. La figlia minore dell’imperatrice Maria Valeria scrisse a proposito della morte della madre:

"E' successo proprio come aveva sempre desiderato, in modo rapido, indolore, senza consulti medici, senza lunghe e trepide giornate di ansia per i suoi.“

Lucheni fu arrestato sul luogo del delitto e si fece condurre via orgoglioso. Come prevedevano le leggi del Paese, fu processato e condannato all’ergastolo. Quando gli dissero che l’imperatrice era morta, esultò. Il 19 ottobre 1910 fu trovato morto nella sua cella: si era impiccato con la cintura.

La salma di Elisabetta fu trasportata a Vienna e seppellita nella cripta imperiale dei Cappuccini. La contessa Fürstenberg seppe trovare le parole giuste:

“Nessun pennello e nessuno scalpello potranno mai riprodurre chi ella fosse realmente, e che cosa in lei fosse così incantevole ed attraente, era la sua intima natura che apparteneva soltanto a lei. Continuerà a vivere nella leggenda, non nella storia.“