Teve a maioridade decretada para assumir o governo e evitar a desintegração do Império, tendo deixado ao sucessor republicano um país caracterizado como potência emergente na arena internacional. A nação distinguiu-se de seus vizinhos hispano-americanos devido à sua estabilidade política, à liberdade de expressão zelosamente mantida, respeito pelos direitos civis excetuando os escravos, ao seu crescimento económico vibrante e especialmente pela sua forma de governo: uma funcional monarquia parlamentar constitucional. O Brasil também foi vitorioso em três conflitos internacionais (a Guerra do Prata, a Guerra do Uruguai e a Guerra do Paraguai) sob o seu reinado, assim como prevaleceu em outras disputas internacionais e tensões domésticas. Sob o reinado de D. Pedro II foram tomadas medidas de abolição gradual da escravatura, apesar da oposição poderosa de interesses políticos e económicos. Um erudito, o imperador estabeleceu uma reputação como um vigoroso patrocinador do conhecimento, da cultura e das ciências. Ele ganhou o respeito e admiração de estudiosos como Graham Bell, Charles Darwin, Victor Hugo e Friedrich Nietzsche, e foi amigo de Richard Wagner, Louis Pasteur e Henry Wadsworth Longfellow, dentre outros.
Apesar de não haver desejo de uma mudança na forma de governo pela maior parte dos brasileiros, o imperador foi retirado do poder em 15 de novembro de 1889, por meio de um golpe de Estado. D. Pedro II não permitiu nenhuma medida contra a sua remoção e não apoiou qualquer tentativa de restauração da monarquia. O imperador deposto passou os seus últimos dois anos de vida no exílio na Europa, vivendo só. Os homens que o exilaram logo começaram a enxergá-lo como um modelo para a república brasileira. Algumas décadas após sua morte, a sua reputação foi restaurada e os seus restos mortais foram trazidos de volta ao Brasil no meio de amplas celebrações.
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Os seus últimos dois anos de vida foram solitários e melancólicos, vivendo em hotéis modestos com quase nenhum recurso, ajudado financeiramente pelo seu amigo Conde de Alves Machado, e escrevendo em seu diário sobre sonhos em que lhe era permitido regressar ao Brasil.
Certo dia realizou um longo passeio pelo rio Sena numa carruagem aberta, apesar da temperatura extremamente baixa. Ao regressar ao hotel Bedford à noite, sentiu-se constipado. A doença evoluiu nos dias seguintes até tornar-se uma pneumonia. O estado de saúde de Pedro II rapidamente piorou até à sua morte, às 00.35 da manhã do dia 5 de dezembro de 1891. As suas últimas palavras foram: "Deus que me conceda esses últimos desejos - paz e prosperidade para o Brasil." Enquanto preparavam o seu corpo, um pacote lacrado foi encontrado no quarto com uma mensagem escrita pelo próprio imperador: "É terra de meu país; desejo que seja posta no meu caixão, se eu morrer fora de minha pátria". O pacote que continha terra de todas as províncias brasileiras foi colocada dentro do caixão.
A Princesa Isabel desejava realizar uma cerimónia discreta e íntima, mas acabou por aceitar o pedido do governo francês de realizar um funeral de Estado. No dia seguinte, milhares de personalidades compareceram a cerimónia realizada na Igreja de la Madeleine. Além da família de Pedro II, estavam: Francisco II, ex-rei das Duas Sicílias, Isabel II, ex-rainha da Espanha, Luís Filipe, o conde de Paris, e diversos outros membros da realeza europeia. Também estavam presentes o General Joseph Brugère, representando o Presidente Sadi Carnot, os presidentes do Senado e da Câmara, assim como senadores, deputados, diplomatas e outros representantes do governo francês. Quase todos os membros da Academia Francesa, do Instituto de França, da Academia de Ciências Morais e da Academia de Inscrições e Belas-Artes também participaram. Representantes de outros governos, tanto do continente americano como europeu estiveram presentes, além de países longínquos como a Turquia, China, Japão e Pérsia. Em seguida o caixão foi levado em cortejo até à estação de comboio, de onde partiria para Portugal. Apesar da chuva incessante e da temperatura extremamente baixa, cerca de 300 mil pessoas assistiram ao evento. A viagem prosseguiu até a Igreja de São Vicente de Fora, em Lisboa, onde o corpo de Pedro II foi depositado, no Panteão dos Braganças, em 12 de dezembro.
Os membros do governo republicano brasileiro, "temerosos da grande repercussão que tivera a morte do imperador", negaram qualquer manifestação oficial. Contudo, o povo brasileiro não ficou indiferente ao falecimento de Pedro II, pois a "repercussão no Brasil foi também imensa, apesar dos esforços do governo para a abafar. Houve manifestações de pesar em todo o país: comércio fechado, bandeiras a meio pau, toques de finados, tarjas pretas nas roupas, ofícios religiosos". Foram realizadas "missas solenes por todo o país, seguidas de pronunciamentos fúnebres em que se enalteciam D. Pedro II e o regime monárquico".
