从柳城回来的途中，因为水土不服，气候恶劣，再加上日夜急行又操劳过度，郭嘉患疾病去世。
虽然历史上记载，郭嘉的死是由于水土不服，但是也有学者认为在郭嘉得死不简单，虽然郭嘉作为一名文人身体素质比较差，但他常年更随曹操东征西走不至于会因为水土不服而死去，而且我们都知道曹操是一个攻于心机的人，而且他对于身边的有功之臣往往很忌惮。
曹操曾设计杀害了谋士许悠，虽然对于这件事虽然曹操计划的很周密，但仍然被郭嘉察觉到了，郭嘉感到唇亡齿寒。曹操察觉到郭嘉有异心后便认定他不能再用郭嘉了。
《三国志》记载郭嘉是在讨伐袁绍的路途中病死的，他死的那年是建安12年。虽然历史上记载郭嘉是死于水土不服，但是有学者认为在郭嘉死亡的背后有其它真相。
我们都知道曹操是一个攻与权谋斗争的人，而且他对于身边的有功之臣，往往是毫不留情的。历史上记载曹操曾设计杀害了谋士许悠，对于这件事虽然曹操计划的很周密，但仍然没有逃过聪明的郭嘉的眼睛。
郭嘉知道这件事之后感到唇亡齿寒，曹操察觉到了郭嘉对自己有异心后便认定他不能再用郭嘉这个人，所以有学者认为曹操是在郭嘉前去讨伐袁绍的途中设计杀害了郭嘉。
郭嘉作为一名谋士，最终惨死也是他注定的结局。但他死在自己效力的君主手下确实让人感到可悲，不管这种猜测是否属实，曹操对待自己手下的有功之臣残忍是众所周知的，所以对于郭嘉做了曹操的谋士让人感到不值。
郭嘉出生于颍川，少年时已有远见，见汉末天下将会大乱，于弱冠（二十岁）后便隐居，秘密结交英杰，不与世俗交往，所以不是太多人知道他。
21岁时，郭嘉北行去见袁绍，对袁绍的谋臣辛评、郭图说：“明智的人能审慎周到地衡量他的主人，所以凡有举措都很周全，从而可以立功扬名。
袁公只想要仿效周公的礼贤下士，却不很知道使用人才的道理。思虑多端而缺乏要领，喜欢谋划而没有决断，想和他共同拯救国家危难，建称王称霸的大业，实在很难啊！”于是从此离开了袁绍。就这样，郭嘉一直赋闲了六年。
建安元年（196年），曹操颇为器重的一位谋士戏志才去世。伤心之余，曹操写信给荀彧，让他给推荐一位可以接替戏志才的谋士。
于是，荀彧就将好友郭嘉推荐给了曹操。曹操召见郭嘉，共论天下大事，讨论完后，曹操说：“能帮助我成就大业的人，就是他了！”郭嘉离开营帐后，也大喜过望地说：“这才是我真正的主人啊！”
从此，郭嘉便当上了曹操参谋军事之官—军师祭酒，为曹操的四方征战出谋献策，忠心效力。
曹操曾评价郭嘉说：使孤成大业者，必此人也。唯奉孝为能知孤意。
后曹操在赤壁之战中大败，慨叹道：“郭奉孝在，不使孤至此”(《三国志·魏书·郭嘉传》)。当初，陈群责怪郭嘉不治行检，多次在朝中控诉郭嘉，郭嘉却神色自若。曹操则更加重用郭嘉，而陈群能持正，曹操也很高兴。
郭嘉身为谋士，为曹操统一中国北方立下了功勋，史书上称他“才策谋略，世之奇士”(《三国志·魏书·郭嘉传》)，可惜郭嘉英年早逝，壮志未踌，实为可惜。
三国志评曰:程昱、郭嘉、董昭、刘晔、蒋济才策谋略，世之奇士，虽清治德业，殊於荀攸，而筹画所料，是其伦也。
他与程昱、等谋士称为"曹操五大谋士".
曹操表郭嘉「闻褒忠宠贤，未必当身，念功惟绩，恩隆后嗣。是以楚宗孙叔，显封厥子；岑彭既没，爵及支庶。故军祭酒郭嘉，忠良渊淑（淑：大都指女人的善、美 BY国语日报字典），体通性达。每有大议，发言盈庭，执中处理，动无遗策。自在军旅，十有余年，行同骑乘，坐共幄席，东擒吕布，西取眭固，斩袁谭之首，平朔土之众，逾越险塞，荡定乌桓，震威辽东，以枭袁尚。虽假天威，易为指麾，至于临敌，发扬誓命，凶逆克殄，勋实由嘉。方将表显，短命早终。上为朝廷悼惜良臣，下自毒恨（连毒恨这个字眼都出现了，可见其心目中的重要性）丧失奇佐。宜追增嘉封，并前千户，褒亡为存，厚往劝来也。」
曹操因为痛失军师而频频书信给荀彧，追思郭嘉：「郭奉孝年不满四十，相与周旋十一年，阻险艰难，皆共罹之。又以其通达，见世事无所凝滞，欲以后事属之，何意卒尔失之，悲痛伤心。今表增其子满千户，然何益亡者，追念之感深。且奉孝乃知孤者也；天下人相知者少（白话来说就是郭嘉是少数能够完全理解、谅解曹操的贤内助），又以此痛惜。奈何奈何！」、「追惜奉孝，不能去心。其人见时事兵事，过绝於人。又人多畏病，南方有疫，常言『吾往南方，则不生还』（因为郭嘉不能去南方，所以主公平天下都是往北方平的，真疼军师呀）。然与共论计，云当先定荆。此为不但见计之忠厚，必欲立功分，弃命定。事人心乃尔，何得使人忘之！
官渡之战前，曹操担心势力不及袁绍，郭嘉分析出曹袁间的十胜十败，令曹操信心大增。200年，曹操大败袁绍。不久袁绍死去，曹操出兵讨伐袁绍儿子袁谭、袁尚，节节胜利，众人都认为应该乘胜追击，但郭嘉则认为应退兵，令其自相残杀，曹操从计，南击刘备。袁谭、袁尚果因争夺冀州而开战。袁谭为袁尚所败，出走平原，并派遣辛毗向曹操求降。曹操进攻邺城，将袁尚赶向北走。不久曹军又击败袁谭，平定冀州。郭嘉被封为洧阳亭侯。
曹操继续北上，讨伐袁尚及乌桓，曹营众人怕荆州的刘表派刘备偷击许，郭嘉认为刘表与刘备实是不和，所以应尽快解决北方事宜，更建言要兵贵神速，宜留辎重，轻骑兼程，出其不意，果然大破敌军，一路追杀袁尚，袁尚前去投奔辽东太守公孙康，公孙康将他们杀死，表示归附曹操，曹操成功统一北方。
当曹操自柳城北还时，郭嘉得了重病，曹操非常担心，不断前去探望。可惜，郭嘉回天乏术，死时三十六岁。临死前，他托贾诩给曹操带去一书，这是他平定辽东的最后一计。
到其丧礼时，曹操大感哀痛，对荀攸等说：“诸君年皆孤辈也，唯奉孝最少。天下事竟，欲以后事属之，而中年夭折，命也夫！”谥郭嘉为贞侯。208年，曹操于赤壁之战大败，大叹：“郭奉孝在，不使孤至此。”而后也经常怀念起他，如“哀哉奉孝！痛哉奉孝！惜哉奉孝！”
补充：
当初，陈群指责郭嘉不注重品行，屡次在朝廷上控诉郭嘉，郭嘉还是意气自如。因此太祖更加看重他，但因陈群公允正直，也很高兴。郭奕任太子文学，早死。儿子郭深承嗣爵位。郭深死，儿子郭猎承嗣爵位。
历史评价：
陈寿：郭嘉临敌应变，平定天下，功劳甚高。不幸短命而死。才智谋略出从，真是世上奇士
生活本就放浪不羁，嗜酒成性，自知不久，仍主张操远征乌桓，水土不服，遂薨。 他是38岁死的 当曹操自柳城北还时，郭嘉得了重病，曹操非常担心，不断前去探望（据说是一天好几次往军师的营帐跑）。可惜，郭嘉回天乏术，死时三十六岁。