สมเด็จพระบรมราชชนกสิ้นพระชนม์
ขณะที่ทรงศึกษาวิชาแพทย์ในปีสุดท้ายที่ประเทศสหรัฐอเมริกา สมเด็จพระบรมราชชนกทรงประชวรโรคพระวักกะกำเริบและพระโรคหวัด แต่ก็ทรงสามารถสอบไล่ได้ปริญญาแพทยศาสตร์ (Doctor of Medicine) ขั้นเกียรตินิยม ในปีพ.ศ. ๒๔๗๑ หลังจากทรงสอบเสร็จ ทรงพระประชวรพระโรคไส้ติ่งอักเสบ ทรงต้องรับการผ่าตัด สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีได้เฝ้าดูแลพระอาการอย่างใกล้ชิด เมื่อหายจากพระอาการประชวร ทั้งสองพระองค์ได้เสด็จนิวัติประเทศไทยพร้อมด้วยพระราชโอรสพระราชธิดาในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. ๒๔๗๑ โดยประทับที่พระตำหนักใหม่ ซึ่งสมเด็จพระบรมราชชนก โปรดฯ ให้สร้างขึ้นในวังสระปทุมด้านถนนพญาไท
ในเดือนเมษายน พ.ศ. ๒๔๗๒ สมเด็จพระบรมราชชนกทรงรับเชิญจากโรงพยาบาลแมคคอร์มิค ที่จังหวัดเชียงใหม่ เสด็จไปทรงปฏิบัติหน้าที่เป็นแพทย์ประจำบ้าน ต่อมาในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. ๒๔๗๒ เมื่อพระองค์เสด็จกลับกรุงเทพฯ เพื่อร่วมงานถวายพระเพลิงพระศพสมเด็จพระราชปิตุลาบรมพงศาภิมุข เจ้าฟ้าภาณุรังษีสว่างวงศ์ กรมพระยาภาณุพันธุวงศ์วรเดชแล้ว ได้ทรงมีพระอาการประชวรและต้องประทับรักษาพระองค์ที่กรุงเทพ ฯ
สมเด็จพระบรมราชชนกประชวรอยู่เป็นเวลา ๔ เดือน ก็สิ้นพระชนม์เมื่อวันที่ ๒๔ กันยายน พ.ศ. ๒๔๗๒ ณ พระตำหนักใหม่ วังสระปทุม
เมื่อสมเด็จพระบรมราชชนกสิ้นพระชนม์ สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี มีพระชนมายุเพียง ๒๙ พรรษา ต้องทรงรับพระราชภาระอบรมเลี้ยงดูพระราชโอรสธิดาทั้งสามพระองค์ซึ่งยังทรงพระเยาว์ ขณะนั้นสมเด็จพระเจ้าฟ้าฯ กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ พระราชธิดาองค์โตทรงมีพระชนมายุ ๖ พรรษา พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล พระราชโอรสองค์ที่สองทรงมีพระชนมายุ ครบ ๔ พรรษา และพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชทรงมีพระชนมายุเพียง ๑ พรรษา ๙ เดือน
สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีทรงอบรมเลี้ยงดูพระราชโอรสธิดาอย่างใกล้ชิดด้วยความเอาพระทัยใส่ ไม่ว่าจะเป็นด้านการเสวย บรรทม การศึกษาเล่าเรียน หรือเล่น โดยทรงเน้นเรื่องการอนามัย และการมีระเบียบวินัย เมื่อพระราชธิดาและพระราชโอรสทั้งสองพระองค์เจริญพระชนมายุขึ้น ก็โปรดให้ทรงเข้าศึกษาตามลำดับ
สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีทรงประทับอยู่ในประเทศไทยจนถึงเดือนเมษายน พ.ศ. ๒๔๗๖ จึงเสด็จพร้อมด้วยพระราชโอรสและพระราชธิดา ไปประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เพื่ออนาคตทางการศึกษาของพระราชโอรสธิดาทั้งสามพระองค์
หนึ่งปีต่อมา พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัวได้ทรงสละราชสมบัติ เมื่อวันที่ ๒ มีนาคม พ.ศ.๒๔๗๗ โดยทรงสละพระราชสิทธิในการแต่งตั้งผู้สืบราชสมบัติ และทรงเห็นควรว่าต้องให้เป็นไปตามกฎมณเฑียรบาล ให้ “พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าอานันทมหิดล” พระโอรสองค์โตของสมเด็จพระบรมราชชนนี เป็นผู้สืบราชสันตติวงศ์ เป็นพระองค์ที่ ๘ แห่งพระบรมราชจักรีวงศ์ ตั้งแต่วันที่ ๒ มีนาคม พ.ศ. ๒๔๗๗ ในขณะที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล มีพระชนมายุเพียง ๙ พรรษา และยังคงประทับ ณ ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ต่อไป เพื่อทรงศึกษาต่อ
ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ.๒๔๘๑ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดลเสด็จนิวัตประเทศไทยเป็นครั้งแรก พร้อมด้วยสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ ฯ และสมเด็จพระอนุชาธิราช (คือพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช) และเมื่อเสด็จฯ ถึงประเทศไทยได้หนึ่งวัน คณะผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ในพระปรมาภิไธยสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้ประกาศสถาปนาพระอิสริยยศ พระราชชนนีศรีสังวาลย์ขึ้นเป็น“สมเด็จพระราชชนนีศรีสังวาลย์” เมื่อวันที่ ๑๖ พฤศจิกายน พ.ศ.๒๔๘๑
ทั้ง ๔ พระองค์ประทับอยู่ในประเทศไทยในระยะเวลาอันสั้น ก็ต้องเสด็จพระราชดำเนินกลับไปประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เนื่องจากพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล ต้องเสด็จพระราชดำเนินไปทรงศึกษาต่อ
ต่อมา พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดลนิวัติประเทศไทยเป็นครั้งที่สองพร้อมกับสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี ขณะนั้นพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ทรงมีพระชนมายุครบ ๒๐ พรรษา การเสด็จพระราชดำเนินกลับประเทศไทยในครั้งนี้ ทำให้สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีต้องทรงประสบกับความโทมนัสอย่างใหญ่หลวงในพระชนม์ชีพพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล ต่อมาสภาผู้แทนราษฎรได้ลงมติเป็นเอกฉันท์ ในวันที่ ๙ มิถุนายน พ.ศ. ๒๔๘๙ กราบบังคมทูลเชิญ “สมเด็จพระเจ้าน้องยาเธอเจ้าฟ้าภูมิพลอดุลยเดช” พระราชปิโยรสพระองค์ที่สอง ขึ้นครองสิริราชสมบัติ เป็นพระมหากษัตริย์รัชกาลที่ ๙ แห่งพระบรมราชจักรีวงศ์ ด้วยพระชนมายุเพียง ๑๘ พรรษา โดยมีสมเด็จพระบรมราชชนนีรับพระราชภาระถวายอภิบาลสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ต่อมาในช่วง พ.ศ. ๒๔๙๐ ในขณะที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชทรงเรียนรัฐศาสตร์ นิติศาสตร์ และเศรษฐศาสตร์ ที่มหาวิทยาลัยโลซานน์นั้น สมเด็จพระบรมราชชนนีก็ได้ทรงลงทะเบียนเรียนแบบ audit ที่มหาวิทยาลัยนี้ด้วย ทรงศึกษาวิชาปรัชญาวรรณคดีฝรั่งเศส ภาษาบาลี และสันสกฤต หลังจากที่พระโอรสทรงอภิเษกสมรสใน พ.ศ. ๒๔๙๓ สมเด็จพระบรมราชชนนีทรงย้ายจากพระตำหนักวิลล่าวัฒนาที่ประทับของพระองค์และพระโอรสที่เมืองพุยยี่มา ประทับ ณ แฟลตเลขที่ ๑๙ ถนนอาวองโปสต์ ในเมืองโลซานน์
เมื่อพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช เสด็จกลับประเทศไทยในปลาย พ.ศ. ๒๔๙๔ สมเด็จพระบรมราชชนนียังคงประทับที่โลซานน์จนถึง พ.ศ. ๒๕๐๖ ช่วงนี้ได้เสด็จกลับประเทศไทยเป็นครั้งคราว ไม่มีกำหนดเวลาที่แน่นอน ใน พ.ศ. ๒๕๐๗ ได้เสด็จกลับมาประทับที่ประเทศไทยพร้อมกับเริ่มเสด็จประพาสหัวเมืองและเสด็จพระราชดำเนินออกเยี่ยมราษฎรในถิ่นทุรกันดารทั่วประเทศ ได้ทรงริเริ่มโครงการต่างๆ เพื่อประชาชนยากจนด้อยโอกาส นับจาก พ.ศ. ๒๕๐๗ เป็นต้นมา
สมเด็จพระบรมราชชนนีได้ทรงงานในชนบทมาอย่างต่อเนื่องจนถึงวาระสุดท้ายของพระชนม์ชีพ และเสด็จสวรรคตในวันอังคารที่ ๑๘ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๓๘ ในด้านพระราชอัธยาศัยและพระราชจริยวัตรสมเด็จพระบรมราชชนนีโปรดการดำรงชีวิตที่เรียบง่าย โปรดการทรงงานด้วยพระองค์เอง ทรงใช้เวลาให้เป็นประโยชน์เสมอ ทรงใช้จ่ายประหยัดเพื่อนำพระราชทรัพย์ไปใช้ในกิจการกุศล โปรดการเดินป่า ปีนเขา ทอดพระเนตรดอกไม้และทิวทัศน์ธรรมชาติ ทรงเป็นคนเข้มแข็งและเป็นคนตรง ทรงเน้นการพึ่งตนเองและการทำงานเพื่อประโยชน์ส่วนรวม ทรงยึดมั่นในหลักการประชาธิปไตย ทรงใฝ่รู้ศึกษาวิชาการต่างๆ มาตลอด พระชนม์ชีพ ทรงเลื่อมใสศรัทธาและศึกษาธรรมะในพระพุทธศาสนาอย่างลึกซึ้ง ทรงฝึกสมาธิและทรงดำเนินพระชนม์ชีพอยู่ในธรรมะ ไม่ทรงยึดถือในลาภ ยศ สรรเสริญ เคยมีรับสั่งว่า “คนเราไม่ควรลืมตัว ไม่อวดดี ไม่ถือว่าตนเก่ง”
สวรรคต
สมเด็จพระบรมราชชนนี ทรงพระประชวรโรคพระหทัย และเสด็จเข้ารักษาพระองค์ที่โรงพยาบาลศิริราชเมื่อ วันที่ ๒ มิถุนายน พ.ศ. ๒๕๓๘ เสด็จสวรรคต เมื่อวันอังคารที่ ๑๘ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๓๘ รวมพระชนมายุ ๙๔ พรรษา ๘ เดือน ๒๗ วัน