重返工作岗位之际，他的健康状况却出现了恶化，长期积劳成疾导致他开始咳血，身体每况愈下。出于对自己身体状况的考虑，李续宜选择了留在家乡休养，未能如期回到安徽赴任。
同治二年（1863年）四月，清廷再度下达命令，要求李续宜与蒙古王公僧格林沁合作，共同对付寿州的苗沛霖。然而，李续宜的身体状况已经不允许他继续参与前线作战。在前往指定地点的途中，他的病情急剧加重，不得不再次向朝廷提出辞职请求，希望解除巡抚的职务。这一次，出于对其健康状况的理解，清廷批准了他的申请，允许他离职疗养。
然而，命运似乎并不打算给他更多的时间。同年十月，李续宜最终因病在湖南湘乡的家中逝世，享年仅四十一岁。他的突然离世不仅令家人悲痛欲绝，也让朝廷失去了一个重要的军事人才。清廷对于李续宜的去世表达了深切哀悼，并按照“总督军营病故”的礼仪规格为其举行了隆重的葬礼。此外，为了纪念这位为国捐躯的忠臣，朝廷还特别下令在李续宜曾经立下汗马功劳的地方——长沙、武昌、安庆以及宝庆等地设立专祠，供后人瞻仰祭奠。而在他的原籍湘乡，同样建立了祠堂以示敬意。