Niektórzy autorzy przypisują Henrykowi słowa dotyczące Montgomery’ego. Król miał mu wybaczyć i prosić, żeby nie był w żaden sposób niepokojony. Jednak relacje naocznych świadków jednoznacznie twierdzą, że król nie odzyskał przytomności. Przewieziono go do pałacu des Tournelles. Natychmiast ściągnięto czterech lekarzy. Aby ułatwić im pracę, ścięto czterech przestępców, aby na ich mózgach lekarze mogli odtworzyć obrażenia króla. Metody te nic nie pomogły. Król zmarł 10 lipca 1559, w wieku 40 lat. Został pochowany w bazylice Saint-Denis.
Jego następcą na tronie Francji został najstarszy syn, Franciszek II Walezjusz. Faktyczną władzę przejęła królowa Katarzyna, dotychczas odsuwana przez męża na dalszy plan. Wygnała ona z dworu Dianę de Poitiers. Montgomery został uwięziony, ale udało się mu zbiec do Anglii. Powrócił do Francji i wziął udział w wojnach religijnych. Został ścięty w 1574 r. na rozkaz Katarzyny.
Śmierć Henryka zapoczątkowała karierę francuskiego lekarza i astrologa Michela de Nostredame, znanego jako Nostradamus. W opublikowanych przezeń w 1555 r. Centuriach miało zawierać się proroctwo, które po czterech latach uznano za zapowiedź śmierci Henryka II.