После обедни о. Серафима положили в гроб, по завещанию его, с финифтяным изображением препод. Сергия, полученным из Троице-Сергиевской лавры. Могилу блаженному старцу приготовили на том самом месте, которое давно было намечено им самим, и его тело в продолжение восьми суток стояло открытым в Успенском соборе. Саровская пустынь до дня погребения наполнена была тысячами народа, собравшегося из окрестных стран и губерний. Каждый наперерыв теснился облобызать великого старца. Все единодушно оплакивали потерю его и молились об упокоении души его, как он при жизни своей молился о здравии и спасении всех. В день погребения за литургией народа так много было в соборе, что местные свечи около гроба тухли от жара.
В то время в Глинской обители, Курской губернии, подвизался иеромонах Филарет. Его ученик сообщил, что 2 января, выходя из храма после утрени, отец Филарет показал на небе необыкновенный свет и сказал: «Вот, так-то души праведных возносятся на небо! Это душа отца Серафима возносится!»
Архимандрит Митрофан, занимавший должность ризничего в Невской Лавре, был послушником в Саровской пустыне и находился при гробе о. Серафима. Он передал Дивеевским сиротам, что лично был свидетелем чуда: когда духовник хотел положить разрешительную молитву в руку о. Серафима, то рука сама разжалась. Игумен, казначей и другие видели это и долго оставались в недоумении, пораженные случившимся.
Погребение о. Серафима совершено было о. игуменом Нифонтом. Тело его предано земле по правую сторону соборного алтаря, подле могилы Марка-за творника. (Впоследствии, усердием Нижегородского купца Я. Сырева над могилою его воздвигнут чугунный памятник в виде гробницы, на котором написано: жил во славу Божию 73 года, 5 месяцев и 12 дней).
19 июля 1903 года последовало открытие мощей преподобного. Он был причислен к лику святых через 70 лет после кончины. Чин канонизации совершен был в Сарове при большом стечении народа и в присутствии царя Николая II. Мощи его были открыты для поклонения в Саровской пустыни.
В 1920-х годах обитель закрыли, а мощи были вывезены в Ардатов, где и исчезли. Только в 1991 году они были обнаружены в фондах Государственного музея истории религии, расположенного в Казанском соборе Санкт-Петербурга. Летом того же года они были доставлены крестным ходом на Нижегородскую землю в Серафимо-Дивеевский монастырь, как и предсказывал преподобный.