1970年10月，陳毅的身體一直不好。

陳毅患高血壓病已經十餘年，但是，近兩個月有所加重，主要症狀是近兩年來體重下降20多公斤。但是，在301醫院體檢中，沒有發現明顯的異常，他住了一個多月後，於12月22日離開了301醫院。

出院後，陳毅還是不斷地頭暈、牙痛，肚子痛、腹瀉……但一直沒有找到病因。

1971年1月16日上午，陳毅腹痛難忍，在張茜再三勸說下，再次來到301醫院就診。陳毅意在緩解腹痛，要求理療。理療科醫生勸說他先去急診室讓醫生檢查一下。10時左右，外科主任陸惟善來給陳毅會診。

陸惟善是國內著名腹部外科專家，中央醫療保健組成員之一。他提出請北京醫院外科主任周光裕來總醫院，兩人共同為陳毅會診。周光裕到達後，原來的醫生介紹了陳毅就診時的一些情況。

陳毅當時有低燒，但沒有噁心嘔吐症狀，只有右下腹摸到一個軟性腫塊，有局部壓痛。專家們首先考慮到癌症，但根據陳毅體檢出院只有24天，當時做過全胃腸造影X光片上沒有發現問題。如果是腫瘤，不可能長到這麼大。根據病情分析，兩位專家認為很可能是“亞急性闌尾炎”，應儘快手術治療。

會診情況報告副院長曹根慧後，由陶國樞大夫起草了陳毅的病情及手術治療意見報告。這報告，曹根慧改了兩個字：“經醫生檢查”的“檢查”改為“會診”。曹根慧說：“這份報告是寫給周總理的。周總理考慮問題極為細緻，周總理一看‘醫生檢查’可能會問什麼醫生檢查的，專家的意見是什麼，查詢核實就耽擱時間了。”報告直接送中南海。

很快，中南海保健主任卞志強即來電話：總理批准手術報告，卞去一同研究手術問題。

卞志強根據周恩來指示，陪張茜一起到解放軍總醫院。陸惟善介紹並分析了陳毅的病情，講到了腫瘤的可能性，但因右下腹為軟性包塊，可能性不大，需要手術探查治療。

陸惟善、周光裕、宋運琴、陶國樞、卞志強等討論後，一致同意陳毅作為急診病員進行手術。然後，陸惟善向陳毅夫婦介紹手術方案，並徵詢意見。

張茜考慮後說：“是闌尾炎總要手術，周總理同意，我也同 意。”

陳毅在晚上六時左右進入手術室。陸惟善擔任手術主刀，周光裕任助手，麻醉科副主任宋運琴負責麻醉，301醫院院長靳來川在場主持，卞志強在場觀察。6時15分開始手術，腹腔打開後，陳毅的闌尾是好的，陸惟善脫口低聲說： “哎呀，不對，診斷有誤。”發現右下腹的軟性腫塊是由腸梗阻引起糞便儲積所致。

靳來川院長馬上請卞志強向周恩來報告，經周恩來同意後，延長切口，擴大手術面探查。終於發現結腸部位有一腳物，快速病理檢查診斷為結腸癌，癌組織與肝臟已有粘連。

周恩來正在人民大會堂開會，接到卞志強的電話報告後深感震驚，電話里的聲音都變了。他指示：“你立即轉告靳來川，組織力量全力搶救，需要哪個醫院的醫生，馬上去請，就說是我的意見。”

醫護人員默契合作，盡最大可能清除了癌腫的轉移部位，包括與癌組織有粘連的部分肝臟。經過五個小時，手術結束，陳毅平安地下了手術台。

遵照周恩來的指示，隨後，301醫院立即約請了北京日壇醫院院長吳桓興、上海孫曾一、郭孝達教授等腫瘤專家為陳毅會診治療。陳毅手術後恢復良好，五天下床，七天拆線。九天出現過室上性心動過速，經總醫院心腎科主任黃宛用藥後病情好轉。

陳毅身患癌症，事出意外，給醫生們心頭上蒙上了一層陰影。

1971年5月1日，陳毅身穿軍裝，登上了天安門。

5月1日，國際勞動節。這天夜晚，天安門廣場燈火通明，五彩繽紛。毛澤東正在城樓休息室里會見各國外賓。

　　周恩來見陳毅來了，異常激動地招呼毛澤東：“主席，您看看，今天陳毅同志來了。”身穿軍裝的陳毅，笑容滿面地快步走到毛澤東面前，鄭重地行了一個軍禮，說：“主席，您好!”

　　毛澤東興奮地站起來，緊緊握住陳毅的手，仔細端詳着陳毅的面色，關切地問道：“陳老總，怎麼樣啊?好了沒有啊?!”

　　“主席呀，好了，好了!”陳毅朗聲應答，聲音還像過去一樣渾厚、洪亮。

8月，陳毅去了北戴河療養。（行前，已診斷出癌細胞轉移到肺部）這是他最後一次去北戴河。

但是，11月2日，他突然嘔吐。醫生診斷是癌症轉化，引起的腸梗阻。隨後，他不能進食，開始變得更加虛弱。

大約在陳毅手術兩個月後的一個夜晚，周恩來工作一整夜後準備休息。他閉上乾澀的雙眼，不多會兒又睜開了。他拿起了桌上的電話，撥通了一個北京市區普通住戶的電話。“你是吳桓興院長嗎?我是周恩來，陳老總得了結腸癌，已經做了手術，我想讓陳老總轉到你的醫院治療，你看行嗎?”

　　“可以。我們醫院住院條件差，治療條件還不錯，可以採取門診治療，我親自為陳老總做。” 擱下電話，周恩來長長地舒了一口氣。此刻，他多麼希望吳桓興院長能在陳毅身上創造奇蹟!

11月下旬，

經周恩來同意，陳毅從301醫院轉到北京日壇醫院進行放射治療，並在日壇醫院做了胃腸短路手術。這次手術仍由陸惟善主刀，手術後陳毅的病情略有好轉，食物可以經過胃管輸入胃內。但是由於手術和放射治療的嚴重反應，身體消耗極大。由於進食進水困難，每天都得輸液，身上有胃管、輸液管、導尿管、氧氣管等……

陳毅風趣地說：“哈哈，我的身體已經實現管道化了。”

守在身旁的張茜含淚說：“現在是什麼時候，還說笑話。”

陳毅說：“我七十歲了，無數革命同志都在青年時代就犧牲了，你們不要難過，我們是唯物主義者，人總是要死的。”

1972年1月6日下午4時20分，葉劍英受毛澤東之託，驅車趕到日壇醫院，匆匆進入陳毅的病房，陳毅已經無法說話。23時55分，陳毅與世長辭。

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在查閱了陳毅在醫院的全部病例後，吳桓興詫異地發現，陳毅的癌症在幾個月前就有了明顯的症狀！病例上寫着：“兩年來體重下降20多公斤”，這就是患癌的重要症狀啊。從10月26日住院那天起，這麼一算，陳毅的病足足耽誤了81天！

其實陳毅的病何止耽誤了81天。1982年冬天，當吳桓興老院長回憶給陳毅治療的往事時，仍懷着十分哀痛惋惜的心情說：“陳老總的病歸納成一句話，確實是耽誤了。如果當時再仔細一點，是可以及早發現癌病變症狀的。”

到1971年底，陳毅身上的癌細胞已經擴散得很嚴重，頭上、身上、皮下鼓起許多包來，病魔把他折磨得非常消瘦，體弱無力，已很難坐起來。

11月下旬，經周恩來總理批准和安排，陳毅轉到日壇醫院住院治療。為了解決進食問題，周恩來親筆指示，決定日壇醫院給陳毅再做一次胃腸吻合手術。仍由陸惟善主刀。

第二次手術後，病情不但未能好轉，反而日益加重，全靠插上管子輸液來維持生命。每次輸液要持續16—17個小時，身上能輸液的血管幾乎扎遍了，鼻孔、膽囊、胃都插了管子。這些管子讓陳毅的整個身體都不能動彈。

1972年1月6日深夜23點55分，陳毅在北京逝世。1月10日下午3時，陳毅的追悼會將在八寶山烈士公墓舉行。年近八旬的毛澤東主席帶病親自前來參加了陳毅的追悼會。