К этому времени Борис Березовский переключил сотрудничавшую с ним знаменитую рекламную компанию «Bell Pottinger» на освещение всех событий, связанных с болезнью Литвиненко. Эта фирма прославилась в прошлом тем, что осуществляла рекламу предвыборной кампании консерваторов в 1979–1980 годах и обеспечила победу Маргарет Тэтчер. Глава рекламного агентства Тим Белл получил вскоре титул лорда. Лорд Белл от имени Березовского и Гольдфарба заключил с крупнейшей воскресной газетой «Санди тайме» эксклюзивный договор на освещение всех событий, связанных с болезнью Литвиненко. Именно по инициативе лорда Белла было решено сделать фотографии больного Литвиненко в больничной палате и распространить их через электронную почту по всем средствам массовой информации. Эти фотографии 21 ноября обошли весь мир. Фотографирование тяжелых больных для коммерческих или политических целей является грубым нарушением элементарной врачебной этики. Такие фотографии используются только в пределах больницы для внутренних дискуссий между врачами или на научных симпозиумах, но всегда анонимно, с маскировкой лица. Жена Литвиненко, Марина, протестовала: ей не хотелось, чтобы жалкий вид мужа стал достоянием газет и журналов. Но все нормы этики были отодвинуты на второй план, хотя летальный исход еще не представлялся неизбежным — больному давали 50 процентов шансов на выздоровление.
22 ноября, когда Литвиненко находился в полубессознательном состоянии от постоянно получаемых наркотиков для обезболивания, Ахмед Закаев, его чеченский друг в Лондоне, неожиданно приехал в больницу вместе с имамом Центральной мечети в Лондоне и заявил, что Литвиненко просил его обеспечить переход из православия в ислам. Жена и отец Литвиненко так же, как и Алекс Гольдфарб, пытались возражать, но Закаев был упрям и сумел осуществить над больным какие-то ритуалы. Больному была зачитана глава из Корана. Британская пресса этот эпизод замалчивала. Однако чеченский сайт в Интернете и другие мусульманские сайты сообщили о нем в тот же день.
Никакого серьезного лечения больного все еще не проводилось. Радиационное поражение пока подозревалось, но не диагностировалось. На гамма-радиацию Литвиненко проверяли еще в прежнем Барнет-госпитале, но с негативным результатом. При лучевой болезни острого типа лечение состоит в частых переливаниях крови и в пересадке костного мозга, обязательно от родственников. В данном случае донорами могли быть прилетевший из России отец и сын Толя, двенадцати лет. Алекс Гольдфарб в последующем писал, что разговоры о возможных пересадках костного мозга уже обсуждались. Последняя стадия лучевой болезни, как правило, сопровождается различными инфекциями из-за прекращения иммунных функций. Исчезают иммунные барьеры для микрофлоры в ротовой и носовой полостях, в кишечнике. Активизируются скрытые вирусы, обычно массивной сыпью на коже. Наиболее подробно все эти симптомы были описаны для жертв Чернобыльской аварии. У Литвиненко этих признаков не было, у него начались перебои в работе сердца. Вечером 22 ноября состояние больного резко ухудшилось и его перевели в отделение интенсивной терапии, где он был подключен к аппарату искусственного дыхания. Под постоянным контролем были и другие органы. Одновременно моча и кровь Литвиненко были направлены на проверку радиоактивности в радиологическое отделение больницы. Проверка показала наличие альфа-радиации. Обычный сцинтилляционный счетчик может определить наличие альфа-радиации, но не способен установить характер радиоактивного изотопа. Для идентификации источника облучения кровь и моча Литвиненко были срочно посланы в научную лабораторию при британском атомном центре в Алдермастоне.
Природу радиоизотопа можно было определить спектральным анализом излучения. Все альфа-источники выбрасывают небольшое количество гамма-импульсов, и отношение альфа- и гамма-импульсов уникально для каждого из них. Данные анализа, которые сообщили в больницу 23 ноября, были совершенно неожиданными — полоний-210. Смертельные отравления этим изотопом были исключительно редкими и только в результате несчастных случаев в атомной промышленности. Большинство данных по токсикологии полония были получены в опытах на животных. Были известны и антидоты, их, в частности, получают рабочие урановых рудников, в воздухе которых концентрация полония значительно повышена. Возможно, что кто-либо в больнице колледжа срочно стал проверять по Интернету данные о полонии. Но было уже поздно. Литвиненко скончался вечером 23 ноября от сердечного приступа, через три часа после информации о полонии.