霍去病的去世原因較為複雜，目前主要存在以下幾種說法：
長期戰鬥和勞累導致疾病。霍去病因長時間處於艱苦環境，身體過度勞累，最終因病去世，這種疾病可能是瘟疫，當時匈奴人為了打擊漢軍，故意將染病的牛羊投放到水源中，霍去病因此感染疾病而不幸身亡。
政治陰謀。另一種說法是霍去病的去世與政治陰謀有關，由於霍去病的功績顯赫，可能對漢武帝的統治構成了威脅，加上他在狩獵時射殺了李敢，引起了漢武帝的不滿，因此有說法認為霍去病可能遭到了漢武帝的忌憚甚至暗害。
以上說法均未得到確鑿的歷史證據支持，霍去病的去世原因仍是一個未解的歷史之謎。