据《元史》等文献记载，丘处机卒于1227年农历七月初九，享年80岁。但出于对他的尊敬，后世有很多关于他的神话传说，其中就有说他活了300岁，成吉思汗要他向他学习如何长生不老的说法。
丘处机本人就是道长。道士应该是世人眼中仙风道骨的形象。他们经常给人这样的印象:他们会长寿，身体健康。所以，又丑又穷的钟馗，经常被人诟病不是道士。而丘处机也确实是一个优秀的卫生员。
丘处机一直怀揣着仁心，仁心济世，所以他一直认为养生和医术是救人不可或缺的手段。因此，丘处机长期研究和学习中国古代流传下来的医书，尤其是《黄帝内经》中的知识，他写了《论生辰纲》。他的书被后人奉为养生医学的经典之一，至今仍有许多参考价值。
他在书中提出四时养生法是人的活动要适应四时的原则。比如春夏晚睡早起，秋天早睡早起，冬天早睡晚起。此外，他还认为人的内脏也会随着季节的变化而变化。比如心脏在春天容易生病，而肺在秋天。
因为擅长养生，74岁高龄的丘处机还能长途跋涉，徒步三万五千里去见成吉思汗。据说70岁的丘处机真的有一头秀发，一双清澈的眼睛。最后，丘处机活到八十岁，在医疗匮乏落后的古代，这是很长的寿命了。
虽然丘处机被成吉思汗称为神仙，有传说说他活了300岁，但毕竟是凡人。无论他如何保持健康，他都不可能活这么久。据史料记载，他最后去世时已经80岁了。
127年农历七月初九，丘处机死于他所供养的长春宫宝轩殿(原名天昌殿，成吉思汗改名)。据说连续三天，整个北京城都弥漫着香味，全世界都感到神奇，惊叹奇迹。一年后，丘处机的弟子将他安葬在长春宫的楚顺堂。
正如丘处机死后的异像中所记载的，道行高深的道士和那些佛教高僧一样，都死得很精彩。出家之死称为死涅槃，出家之死一般称为出家、飞升或验尸。道教的最高追求是跳出轮回，飞升成仙。羽化原本是指昆虫由蛹变成虫的过程，大概来源于庄子梦蝶的故事；尸检是因为道教认为费仙要抛弃自己的身体。丘处机的师傅王重阳，死时叫飞声。
历史上很多道士都是吃丹药中毒的，但丘处机从来没有这样死过。因为丘处机的全真教并不强调炼丹术，它侧重于内丹术而不是外丹术。所谓练内丹，就是你不服用由金、石、铅、汞炼制而成的金丹，而是把你的身体当作一口大锅，把你的精神当作一种药来炼，在你的体内修一颗金丹。整个宗教的内丹术实践是由王重阳提出的。他认为生活是修行的基础，所以注重生活的双修。这种做法也基本排除了丘处机死于药物中毒的可能。
