Cependant, à Paris, on s’agitait fort pour la revoir. La reine écrivit à l’évêque de Genève, et, la sainte ayant reçu licence de partir, elle lui envoya une de ses litières, et lui demanda de s’arrêter à Saint-Germain, où se trouvait la cour. Elle alla à sa rencontre avec ses deux fils, le Dauphin et le duc d’Anjou, l’accueillit avec toutes les marques de la plus grande vénération, l’entretint pendant deux heures, et, lui présentant ses enfants, les fit mettre à genoux, et lui demanda avec instance de les bénir. A Paris, accueil également enthousiaste. Tout le monde voulait voir la sainte, l’entendre, la toucher. Elle se prêtait à tout avec une bonté, une modestie, une douceur admirables : de ses paroles, de ses attitudes, de son visage enflammé, de toute sa personne enfin, il émanait une telle impression de sainteté qu’on ne se lassait pas de la regarder. Pour satisfaire tous ceux qui s’adressaient à elle, elle se levait à trois ou quatre heures du matin, ne négligeant aucun de ses exercices de piété, mais ne refusant aucun travail, et, malgré la fatigue, écoutant et parlant toute la journée. Elle disait que « Notre-Seigneur lui avait donné un estomac tout nouveau pour supporter de tant parler, ce qui lui était pénible et nuisible ». On attribua à son intervention deux guérisons miraculeuses qui signalèrent son séjour à Paris. Enfin, elle eut la grande joie de voir longuement M. Vincent : et l’on imagine aisément les suprêmes entretiens de ces deux saintes âmes, pleines de jours, d’œuvres et de vertus, et sur lesquelles planait, sans nul doute, le souvenir attendri de l’âme élue de saint François de Sales.
Comme elle le souhaitait, la mère de Chantal put voir aussi l’archevêque de Sens, Mgr de Bellegarde, avec qui « elle conféra amplement de son intérieur » : elle fit devant lui « une revue générale de toute sa vie et de toute son âme », et l’interrogea longuement sur la meilleure manière de se préparer à la mort. A la suite de ces entretiens, le long « martyre d’amour » dont elle souffrait depuis neuf ans cessa enfin, et elle put désormais goûter « une paix amoureuse et victorieuse », prélude manifeste du bonheur éternel. Les signes avant-coureurs de sa fin prochaine se multipliaient. Dans une visite qu’elle fit aux Carmélites de Paris, elle apprit de la bouche de la fille de Mme Acarie, la sœur Marguerite du Saint-Sacrement, que sa mort était proche. « Que dites-vous, ma mère ? s’écria-t-elle. O Dieu ! la bonne nouvelle ! » Et toute joyeuse, elle ne parlait que de cela. Elle alla passer deux jours à Port-Royal, auprès de la mère Angélique. Et enfin, le 11 novembre, elle quittait Paris pour retourner à Moulins. En prenant congé des sœurs, elle leur dit : « Adieu, mes filles, jusqu’à l’éternité. » Elle s’arrêta à Melun, à Montargis, où elle retrouva l’archevêque de Sens, qui, une fois de plus, admira l’extraordinaire pureté de cette âme de cristal. En le quittant, elle le prit à part pour lui demander : « Dites-moi encore, mon père, en quel état et en quelle disposition je dois mourir, car je ne le veux pas oublier. »
A Nevers, s’étant trouvée très souffrante, ce qui inquiéta les médecins, elle ne voulut prendre aucun repos et n’en persista pas moins à se lever à cinq heures et demie du matin ; elle se dérobait aux prévenances qu’on avait pour elle. « Non, non, laissez cela, disait-elle : pauvreté, humilité, simplicité, voilà nos règles. » Elle blâma fort les raffinements qu’on apportait à l’exécution des chants d’église, et la construction d’un portail qu’elle jugeait trop beau et dont elle eût souhaité la vente. La règle, l’observance, l’amour mutuel, l’humilité, la soumission absolue à la volonté de Dieu, le « dépouillement sans bornes », elle n’avait que ces mots-là à la bouche ; et rien n’égalait son ardeur à prêcher le complet détachement qu’elle pratiquait.
Le voyage de Nevers à Moulins la fatigua encore. A son arrivée, on la trouva très changée ; elle-même sentait bien que la mort n’était pas loin. Le samedi 7 décembre, veille de l’Immaculée Conception, bien que plus souffrante, elle se rendit au réfectoire, et là, pendant la collation des Sœurs, à genoux et les bras en croix, elle pria la Sainte Vierge « de l’assister toujours, mais spécialement à l’heure de sa mort ». A la récréation du soir, elle s’entretint comme de coutume avec Mme de Montmorency. Vers neuf heures, elle aurait voulu, traversant une grande cour froide, aller à l’infirmerie consoler une sœur malade qui redoutait la mort : on ne le lui permit pas. Le lendemain matin, levée à cinq heures, elle descendit au chœur pour son oraison : le froid de la fièvre la prit ; elle n’en continua pas moins ses prières et alla réconforter la sœur malade. La fièvre augmentait : on voulait la faire coucher, ou, tout au moins, la faire communier avant toutes les autres. Elle s’y refusa, demandant en grâce qu’on la laissât communier avec la communauté, car, disait-elle, « ce jour m’est bien particulier : il y a aujourd’hui trente et un ans accomplis que, par le commandement de notre bienheureux Père, je communie tous les jours, indigne que je suis de cette grâce. » Après la messe, il fallut l’emporter et la mettre au lit. Le médecin de Mme de Montmorency, appelé, diagnostiqua bientôt « une fièvre dangereuse avec inflammation de poitrine ».
Ce fut, dans tout le couvent, une émotion profonde. Mme de Montmorency, la supérieure et toutes les religieuses offrent aussitôt leur vie pour sauver celle de la sainte. Le Saint-Sacrement est exposé dans la chapelle. Tous les couvents de la ville se mettent en prières : neuvaines, vœux, messes, aumônes, tout ce que la piété des fidèles peut inventer pour conjurer le destin est mis en œuvre. Le quatrième jour, on ne conservait plus aucun espoir : le médecin conseilla de donner le viatique. Mme de Montmorency, qui ne quittait pas la malade, fondant en larmes, la supplia de prendre des reliques de saint François de Sales. Elle y consentit, par pure affection pour la duchesse : « Je ne crois pas, disait-elle, qu’il me veuille guérir. » Elle fit appeler le père de Lingendes, et à quatre heures du matin, ayant fait une revue de sa conscience, elle se confessa à lui. Mais elle ne voulut pas qu’on lui apportât le Saint-Sacrement avant le réveil de la communauté : elle appela ses deux compagnons de voyage et les pria de transmettre ses adieux et ses dernières recommandations à son cher monastère d’Annecy.
La cloche du réveil ayant sonné, elle se prépara à la communion en demandant pardon aux sœurs des fautes qu’elle avait commises dans l’observance des règles. Puis, le prêtre s’approchant, toute faible qu’elle fût, elle se souleva sur son lit pour recevoir son Sauveur, et, faisant effort sur elle-même, à haute et forte voix, elle affirma son ardente foi « au très Saint Sacrement de l’autel », déclarant qu’« elle donnerait de bon cœur sa vie pour cette créance ». Après quoi, elle supplia qu’on lui donnât les saintes huiles « quand il serait temps ». Cette même matinée du 12, elle conféra longuement avec le père de Lingendes au sujet de la lettre qu’elle voulait écrire à toute la congrégation : sa lucidité d’esprit était admirable.
Sur le soir, on lui proposa de lui donner la communion à minuit, car ayant communié le matin en viatique, elle devait communier à jeun : elle répondit « qu’il ne fallait pas faire ce remuement la nuit », et, pour ne pas troubler « la tranquillité de la nuit et du silence monastique », elle se priva de communier ce jour-là. Son mal augmentait ; on lui demanda s’il ne faudrait pas lui donner les saintes huiles : « Non, pas encore, dit-elle, il n’y a rien qui presse, je suis assez forte pour attendre. »
Sur les deux heures après-midi, elle s’assit sur son lit, et d’un visage serein, d’un œil ferme et d’une voix assez forte, elle dicta la lettre testamentaire qu’elle voulait adresser à son ordre tout entier :
« Mes très chères et bien-aimées filles, disait-elle, me trouvant sur le lit du trépas, nonobstant et avec un très grand désir de ne plus penser à chose quelconque qu’à faire ce passage en la bonté et miséricorde de Dieu, je vous conjure, mes très chères filles, que, pour des affaires de l’Institut, l’on ne s’y précipite point, et que personne ne prétende d’y présider, mais de suivre en cette occasion, comme en toute autre, les intentions de notre Bienheureux Père, qui a voulu que le monastère de Nessy fût reconnu pour mère et matrice de tout l’Institut. »
Elle leur recommandait instamment « l’union charitable entre les monastères », la « très grande fidélité à leurs observances ». « Gardez, poursuivait-elle, la sincérité de cœur en son entier, la simplicité et la pauvreté de vie, et la charité à ne dire et faire à vos sœurs, je dis universellement, que ce que vous voudriez qu’elles disent et fassent pour vous. Voilà tout ce que je vous puis dire, quasi dans l’extrémité de mon mal. »