San Fernando murió en Sevilla. Un día, en el Alcázar sevillano, sintiéndose morir, pidió que vinieran sus hijos y que se le trajera la Comunión y un crucifijo. Cuando el fraile que traía la hostia la mostró Fernando se dejó caer de rodillas en el suelo y se colocó una soga al cuello. Tomó la cruz, la besó muchas veces y se golpeó con ella en el pecho. El obispo de Sevilla Remondo le dio la comunión, tras lo cual se despojó de la ropa real. Se le fue acercada una vela para que la llevara en el momento de su muerte y, antes de sostenerla alzó los brazos al cielo y dijo sus últimas palabras:
Señor: me diste reino que no tenía, y honra y poder que no merecí; dísteme vida, ésta no durable, cuanto fue tu voluntad. Señor, gracias te doy y te devuelvo el reino que me diste con aquel provecho que yo pude alcanzar y ofrézcote mi alma.
El cadáver del rey Fernando III el Santo recibió sepultura en la Catedral de Sevilla, tres días después de su defunción. Fernando III había dispuesto en su testamento que su cadáver recibiese sepultura al pie de la imagen de la Virgen de los Reyes, que se supone le fue regalada al monarca por su primo, el rey San Luis de Francia, y había ordenado además que su sepultura fuera sencilla, sin estatua yacente.
No obstante, tras la muerte del rey, su hijo Alfonso X ordenó realizar los mausoleos de sus padres, revestidos de plata, y las efigies sedentes que les representaban, recubiertas de metales preciosos y piedras preciosas. Delante de la imagen de la Virgen de los Reyes, donada por Fernando III el Santo a la Catedral de Sevilla, fueron colocadas las efigies de Fernando III y de su primera esposa, la reina Beatriz de Suabia, que aparecían vestidos, sentados en sillones chapados de plata y bajo baldaquinos de plata dorada. La imagen sedente de Fernando III se hallaba coronada por una corona de oro y piedras preciosas. Las imágenes de Alfonso X y Beatriz de Suabia portaban sendas coronas de oro y piedras preciosas.
El monarca aparecía portando en la mano derecha la espada con la punta hacia arriba, estando la espada adornada con un rubí y una esmeralda. En el dedo índice de la mano izquierda, en la que sostenía la vaina de la espada, adornada con pedrería, llevaba un anillo de oro con un rubí de considerable tamaño. Dicho anillo sería posteriormente colocado en la mano de la Virgen de los Reyes, quien portaba, al igual que el Niño Jesús que ella sostenía en sus brazos, una corona de oro con piedras preciosas, que le fueron donadas por Alfonso X el Sabio. Tras la muerte de Alfonso X, su efigie, del mismo estilo que las de sus padres, fue colocada al lado de aquellas. Los sarcófagos que contenían los restos de los reyes fueron colocados a los pies de la imagen de la Virgen de los Reyes, y se hallaban adornados con blasones en los que aparecían castillos, leones y águilas, símbolo éste último de la Casa de Hohenstaufen, de la que era miembro la reina Beatriz de Suabia. La efigie que representaba a Fernando III se hallaba colocada en el centro de la capilla y a la izquierda estaba colocada la de su esposa. Cuando Fernando III el Santo fue canonizado en el año 1671, la imagen sedente del rey, del siglo XIII, fue sustituida por otra realizada por el escultor Pedro Roldán, quien según ciertas fuentes la realizó en pocos días, siendo después dorada y estofada por una hija del pintor Juan de Valdés Leal. En la actualidad, la urna de plata que contiene los restos de Fernando III el Santo se encuentra colocada sobre un basamento de mampostería, colocado ante las gradas del altar donde se sitúa la imagen de la Virgen de los Reyes. En el basamento de mampostería que sirve de soporte a la urna se encuentran colocados cuatro epitafios, compuestos en árabe, latín, hebreo y castellano. La tradición sostiene que los cuatro epitafios fueron compuestos por su hijo Alfonso X.
La urna de plata que contiene los restos del rey San Fernando fue realizada entre los años por el orfebre Juan Laureano de Pina. Fue comenzada en 1690, aunque las dificultades financieras motivaron que su terminación no finalizara hasta el año 1719, habiendo participado en su conclusión varios orfebres, y habiéndose empleado en su realización plata, plata sobredorada y bronce. La urna exterior cubre la urna interior, con paredes de cristal, en la que reposan los restos del monarca. La urna, que se considera la obra más relevante de la orfebrería barroca sevillana, permanece cerrada habitualmente, aunque puede ser abierta para mostrar el cuerpo de San Fernando, como se hace el día 30 de mayo, festividad de San Fernando, en que es expuesto a la veneración de los fieles.19 En la decoración de la urna externa, que protege la urna interior, se glorifican las virtudes del rey San Fernando y la apoteósis de la monarquía española, estando además adornada con relieves con motivos florales y vegetales.
