從轉移到政法幹校後，按照周恩來的指示，於1972年3月16日，從各大醫院抽調醫生為“案犯”做全面身體檢查。彭德懷拒絕檢查，說：“我不檢查，我現在也不工作，是反革命，資產階級，修正主義分子，看什麼病！”說著說著就激動起來。
第二天，醫生來到5號屋，只說服他抽了血，驗血結果正常。實際，致命的癌細胞已在噬蝕著他的生命。
不久，他的右手指劇痛，長了一個小疙瘩；他經常便稀；失眠加重，每日凌晨一兩點就醒來，睜眼到天明。
之後，他常常便血，昏倒兩次。
1973年4月10日16時，彭德懷一次便血800—1000毫升，經駐點醫生檢查，發現有一外痔，做了止血處理。專案組想到周恩來關於案犯有病可住院治療的指示，報了彭德懷病情，建議送醫院檢查。
當晚，彭德懷又便血。監護點聯絡送阜外醫院，醫院拒收。聯絡衛戍區一師醫院，又拒收。直至大出血的第七天晚上，彭德懷才被送到解放軍總醫院（301醫院）第九診室就診。經內外科會診為直腸癌，已屬晚期。
苦難拼搏的歷程即將結束，偉大的囚徒即將落下生命的帷幕。
在這樣一個時刻，誰敢來關心他的命運，給他以最後的安慰呢？
6年前，1967年6月，彭德懷的侄女彭梅魁曾被允許給彭德懷送衣物食品，但不久，就開始全國大批彭德懷。彭梅魁和他的弟妹們在回憶文章中寫道，那時，“我們兄弟姐妹幾乎人人受審查、挨批鬥”，“我們繼續給您送東西，一次一次又一次……三年五年又過去了，我們仍得不到您的訊息”，“在萬般無奈的情況下，我們想到了周總理”。
1972年底，彭梅魁鼓起勇氣給周恩來寫了一封信，打聽伯伯的下落。
信落到專案組手裡，專案組上報說：彭德懷“經黨的多年教育至今仍不認罪……暫不準探親”。只允許寄送食物及日用物品，仍由衛戍區轉交。以後彭梅魁就繼續給伯伯送東西。
1973年4月17日，彭德懷經確診患晚期直腸癌。當晚，專案組在關於彭德懷的病情向中央的報告中才提出：“鑑於彭德懷病情嚴重，準其侄女彭梅魁等家屬探視。”報告附301醫院對彭德懷病情的診斷書說：
“便血原因可以相當肯定為此癌瘤破潰所致，癌瘤位於直腸左後壁，離肛門緣約6—7厘米。癌約5厘米，中心部有一潰瘍，癌瘤較大，已屬晚期。”
4月18日上午，監護點要彭德懷去301醫院住院，彭德懷說：“我只需要把政治問題搞清楚，給我治政治病，不要住院。請示審委不要住院了。”下午，彭德懷3次便血，病勢嚴重，監護點不得不緊急送彭德懷去醫院。
是夜，殘月昏黃。彭德懷臉色蒼白，向日夜監視他的戰士說“再見”。至此，他結束了長達6年零3個月加23天的囚居生活，走出了鐵網高牆，走向生命的最後途程。
翌日，彭德懷躺在301醫院十四病室的第五病床上。這是一間單人病房，雪白的牆壁，雪白的床鋪，只是窗戶從底到頂用報紙糊著，昏暗、鬱悶。病房門裡門外都站著哨兵。按周恩來的指示，彭德懷應“保外就醫”，但並未被遵循。
21日早晨，護士來掃除，開啟一扇窗戶，病房頓時明亮起來。彭德懷對醫生說：“幫我把窗戶上的紙去掉。”醫生說：你給警衛戰士說。彭德懷勃然大怒，拍桌說：“我不是‘145’（為在醫院保密，對彭德懷不用名，而用十四病室5床的編號，一如對犯人一般），是廬山那個彭德懷！住院了，你們還不放心！？我不住這個月婆房（指像產婦房不透風不透光）！我回去住監獄！”哨兵說，以後有什麼事給專案組說。彭德懷氣得把桌子拍得更響。他發現，他仍然是囚徒，住進了新的囚室。
22日晚，醫院通知他，按病情需要做手術。彭德懷提出要上面派人來與他談話，與侄女彭梅魁見面。
第二天下午，專案組兩人領彭梅魁到病房。彭梅魁見到病床上分離7年、過了6年囚犯生活、終於被摧殘病倒的伯伯，一陣心酸，張著嘴，怎麼也喊不出來。彭德懷伸出顫抖的手，緊緊握住彭梅魁。因專案組的人在旁，彭梅魁不能多問多說。一會兒，在專案人員的催促下，彭梅魁向伯伯揮淚告別。彭德懷說：“走吧，以後不要來看我，免得妨礙工作。”彭梅魁來探病如探監，彭德懷怕連累侄女。
周恩來得知彭德懷患直腸癌已到晚期，十分著急，指示中南海門診部主任卞自強帶著他的批示到301醫院