Podawano mu wówczas morfinę, chininę, opium i mocne trunki. Zdrowiu prezydenta nie służyła także upalna pogoda. Przez cały czas lekarze usiłowali zlokalizować kulę w ciele prezydenta – szukano jej za pomocą rąk i niesterylnych instrumentów. Ponieważ nie było wówczas aparatów Rentgena, poproszono Alexandra Grahama Bella, o skonstruowanie urządzenia, które umożliwiłoby lokalizację kuli. Pomimo kilku prób, m.in. 26 i 31 lipca, sztuka ta nie udała się. Nieudane zabiegi lekarzy doprowadziły w końcu do rozwinięcia się infekcji i ogólnego osłabienia organizmu rannego. W konsekwencji u Garfielda pojawiała się okresowo wysoka gorączka. Ponieważ pogoda stawała się coraz bardziej dokuczliwa, 6 września przewieziono prezydenta do Elberon w New Jersey. Lekarze nie zdołali jednak powstrzymać rozwijającej się infekcji, w wyniku której prezydent dostał zapalenia płuc, a następnie ataku serca. James Garfield zmarł 19 września 1881.
Wkrótce potem odbyły się uroczystości pogrzebowe: w Elberon i w Waszyngtonie. Pochówek miał miejsce w Cleveland, gdzie spoczęło ciało prezydenta.