1992年1月30日に北朝鮮政府は国際原子力機関（IAEA）の核査察協定に調印したが[55]、早くも翌年3月には核拡散防止条約（NPT）を脱退し[56][57][58][59]、1994年4月16日に金日成は西側メディアのインタビューで核開発を否定するも[60][61][62][63][64][65][66]、1994年6月にはIAEAまで脱退して査察拒否を表明したため、核開発疑惑が強まった[67][68]。これに危機感を覚えたアメリカは同年6月、元大統領ジミー・カーターを特使として北朝鮮へ派遣する。カーターとの会談で金日成は韓国大統領金泳三との南北首脳会談実施の提案を受け入れた[69][70]。
後継者問題

経過は不明ながらも、結果として長男の金正日が党最高幹部の同意を得て後継者に指名された。後継者指名は秘密裏に行われ、後継者が選定されたことも長らく明らかにされなかった。しかし、公式に明らかにされる前から、新たな「単一の指導者」が選定されたことはいくつかのルートで確認されるに至った。金日成および北朝鮮指導部はスターリン型の「単一の指導者」が金日成の死後も必要だと考えていたと見られている。北朝鮮指導部は、金裕民『後継者論』（虚偽の出版元が記載されている）において、民族には首領（すなわち「単一の指導者」）が必要であるという立場からソ連と中華人民共和国の経験を失敗例として挙げるなど、同盟国を非難してまで早期に後継者を選定し育成する必要を説いていた。

金日成の首の後ろには1958年時点からコブがあり[71]、しかも徐々に大きくなっていたため健康を心配する声も上がっていた。金日成が59歳とまだ若かった1971年時点で、金正日が後継者に指名された[72]。北朝鮮指導部は現在に至るまで一度として「子息であるから」という論法で金正日後継を正当化したことはない。「子息であるから」という表現さえ人民に示したことがない。

後継者選定については
継続革命が必要であるように首領には後継者が必要だ

後継者には最も優秀な人物が就かなければならない

後継者には最も首領に忠実な人物が就かなければならない

というプロパガンダを徐々に強めるばかりだった。金正日についても、あくまで上記3点を満たす人物として挙げるのみであり、「国内で、最も優秀で最も忠誠心に厚い」という理由で選ばれたことを強調しつづけた。

このプロパガンダのあり方は、世襲そのものを人民に対して正当化することは難しいと北朝鮮指導部が認識していたことを物語ると見る論者がいる。

金正日後継が、早期選定の必要から支配幹部の合意によって決まったことなのか、世襲を目的にして幹部の統制と粛清が行われたのかについては、意見が分かれている。しかし、現状ではこの論争を決定付ける情報を入手出来ない。

また、三代の世襲も目的にしていたかは定かではないが、金日成は金正日と成�尢ﾔの結婚に反対したものの、後に娘と娘婿である金敬姫・張成沢夫妻のとりなしを受けて、初孫である金正男を可愛がり[73]、1994年に訪朝した元アメリカ大統領ジミー・カーターにも「自分が一番愛する孫」と金正男を紹介している[73][74]。また、金正日と後妻の高英姫の結婚にも反対[75][76]し、その子の金正恩や金正哲が、平壌から離れた元山で生活させられ、金敬姫・張成沢夫妻によって面会[77]も認められなかったのとは対照的に、誕生日を金日成によって直接祝われた金正男は、謂わば金日成・金正日と同じ長子であるがゆえに、金正日の後継者となりうる「皇太子」の地位が確定したと、当時の側近達は看做していた[78]。
死去詳細は「金日成の死（英語版、中国語版、スペイン語版）」を参照金日成と金正日の遺体が安置されている錦繍山太陽宮殿

金日成は1994年7月8日午前2時に平安北道香山郡香山官邸（北緯39度58分19秒 東経126度19分17秒 / 北緯39.97194度 東経126.32139度 / 39.97194; 126.32139）[1]で死去した。死亡時には首の後ろにあったコブが野球ボール大にまで大きくなっていた[79]

。北朝鮮政府の公式発表では香山官邸ではなく、平壌の錦繍山議事堂で死去したことになっている。

死去の数日前から金日成への独占インタビューの為、日本人ジャーナリストの中丸薫が北朝鮮へ入国している[80][81][82][83]。どこから調べたのか、入国してからは宿泊していた高麗ホテルの電話が各国のメディア取材から鳴り止まなかったという。労働党幹部との調整で金日成の独占インタビューを7月11日に許可されていた。ところが7月7日になってインタビューの延期を示唆し始めたという。レストランでの支払い時に女性店員が泣きながら対応した為に異変に気づいたという[84]。

北朝鮮政府は翌日の7月9日正午に朝鮮中央放送の「特別放送」で公式発表を行い、死因は執務中の過労による心筋梗塞と報じた[85][86][87][88][89][90][91][92][93][94][95][96][97][98]。金日成は長く心臓病を患っており、さらに82歳と高齢であったことからも一般に病死は事実と見られている。

2000年の南北首脳会談で、息子の金正日は、晩年の金日成が、ソ連のクレムリン病院のペースメーカーを付けていたと述べた。ペースメーカーを付ければ、血液の凝集現象が現れ、急死の原因となる。そのため、西側諸国や中国ではアスピリンを服用することが多いが、ソ連からはそのような説明は受けず、「魚を食べるのがいい」といった従来の常識に従っていたのが間違いだったと述べた[99]。

1994年には、息子の金正日が病気治療中であったため死亡までの間、様々な課題の解決に向けて金日成は自ら精力的な陣頭指揮に当たることになる。