Die großen Versepen 1841 heiratete Heine die 18 Jahre jüngere Französin Augustine Crescence Mirat; er nannte sie Mathilde. Im selben Jahr entstand das Versepos »Atta Troll. Ein Sommernachtstraum«. In dem Titel wird Heines Verehrung für Shakespeare deutlich. Im November 1843 unternahm Heine eine Reise nach Hamburg zu seiner Mutter. Die Eindrücke der Reise verarbeitete er im Versepos »Deutschland, ein Wintermärchen«. Mit beißender Ironie prangerte er darin die politischen Fehlentwicklungen und den geistigen Zustand seines Heimatlandes an.
Nach seiner Rückkehr im Dezember 1843 begegnete Heine in Paris dem jungen Karl Marx. Die beiden blieben sich zeitlebens freundschaftlich verbunden. Diskutiert wird die Frage, inwieweit sie ihre Werke wechselseitig beeinflussten. Im Jahr 1844 reiste Heine wieder nach Hamburg zu seiner Mutter. Es war der letzte Besuch in seinem Heimatland.
Letzte Lebensjahre und Tod Gelähmt, zeitweise erblindet und von krampfartigen Schmerzen gequält verbrachte Heine seine letzten acht Lebensjahre. Nach einem Zusammenbruch im Jahr 1848 war er ans Bett gefesselt. Er nannte es seine »Matratzengruft«. Heine vermutete, an den Spätfolgen einer Syphilis zu leiden. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse bestätigen dies. Andere Theorien nehmen eine fortgeschrittene Multiple Sklerose oder eine Bleivergiftung an.
Trotz der schweren Krankheit hörte Heine nicht auf, literarisch zu arbeiten. Seine Verse diktierte er einem Sekretär. Die Gedichtsammlung »Romanzero« wurde 1851 veröffentlicht. Heines letzte große Liebe war seine junge Verehrerin Elise Krienitz. Mit ihr führte Heine einen intensiven Briefwechsel. Darin beklagte er seinen körperlichen Zustand, der eine rein platonische Liebe erzwang. Im Nachlass wurden fünf Gedichte an die »Mouche« gefunden, wie er sie zärtlich nannte. Wenige Tage vor seinem Tod besuchte sie ihn ein letztes Mal.
Heinrich Heine starb am 17. Februar 1856. Begraben wurde er drei Tage später auf dem Pariser Friedhof Montmartre. Sein Grab ist zu einem Wallfahrtsort für Liebende sowie für Bewunderer des Dichters geworden.