Знакомства с художниками оказали самое благотворное влияние на Ван Гога: он обрёл родственную среду, которая его оценила, с увлечением принимал участие в выставках импрессионистов ‒ в ресторане «Ла Фурш», кафе «Тамбурин», затем ‒ в фойе «Свободного театра». Однако публика пришла в ужас от картин ван Гога, что заставило его снова заняться самообразованием ‒ изучать теорию цвета Эжена Делакруа, фактурную живопись Адольфа Монтичелли, японские цветные гравюры и восточное плоскостное искусство вообще. На парижский период жизни приходится наибольшее количество созданных художником картин ‒ около двухсот тридцати.

Несмотря на творческий рост ван Гога, публика по-прежнему не воспринимала и не покупала его картины, что весьма болезненно воспринималось Винсентом. К середине февраля 1888 года художник решил покинуть Париж и перебраться на юг Франции ‒ в Арль, где намеревался создать «Мастерскую Юга» ‒ своеобразное братство художников-единомышленников, работающих для будущих поколений. Самую важную роль в будущей мастерской ван Гог отдавал Полю Гогену. Тео поддержал начинание деньгами, и в том же году Винсент переехал в Арль.

25 октября 1888 года в Арль приехал Поль Гоген, чтобы обсудить идею создания южной мастерской живописи. Однако мирное обсуждение очень быстро переросло в конфликты и ссоры. Вечером 23 декабря после очередной ссоры ван Гог набросился на друга с бритвой в руках. Гогену случайно удалось остановить Винсента. На следующий день, 24 декабря, Винсента отвезли в психиатрическую лечебницу, где приступ повторился с такой силой, что врачи поместили его в палату для буйных больных с диагнозом «эпилепсия височных долей». Гоген спешно покинул Арль, не навестив ван Гога в больнице, предварительно сообщив о произошедшем Тео.

Ван Гогу было предложено отправиться в больницу для душевнобольных Сен-Поль в Сен-Реми-де-Прованс, недалеко от Арля, куда Винсент и прибыл 3 мая 1889 года. Там он прожил год, неустанно работая над новыми картинами. За это время им было создано более ста пятидесяти картин и около ста рисунков и акварелей. Основными видами полотен в этот период жизни становятся натюрморты и пейзажи. В конце 1889 года его пригласили участвовать в брюссельской выставке «Группы двадцати», где работы художника сразу вызвали интерес у коллег и любителей живописи. Однако это уже не радовало ван Гога, как не обрадовала и первая восторженная статья о картине «Красные виноградники в Арле» за подписью Альбера Орье, появившаяся в январском номере журнала «Меркюр де Франс» в 1890 году.

Весной 1890 года художник перебрался в Овер-сюр-Уаз, местечко под Парижем, где впервые за два года увиделся с братом и его семьёй. Он по-прежнему продолжал писать, но стиль его последних работ изменился окончательно, став ещё более нервным и гнетущим.

В 20-х числах июля 1890 года ван Гог написал своё знаменитое полотно «Пшеничное поле с воронами» (Музей ван Гога, Амстердам), а через неделю, 27 июля, произошла трагедия. Выйдя на прогулку с материалами для рисования, художник выстрелил себе в область сердца из револьвера, купленного для отпугивания птичьих стай во время работы на пленэре, однако пуля прошла ниже. Благодаря этому он самостоятельно добрался до номера гостиницы, где жил. Владелец гостиницы вызвал врача, который осмотрел рану и сообщил Тео. Последний приехал на следующий же день и провёл с Винсентом всё время, до самой его смерти спустя 29 часов после ранения от потери крови (в 1:30 ночи 29 июля 1890 года).

Винсент ван Гог был похоронен в Овер-сюр-Уаз 30 июля. В последний путь художника провожали брат и немногочисленные друзья. После похорон Тео взялся за организацию посмертной выставки работ Винсента, но заболел нервным расстройством и ровно через полгода, 25 января 1891 года, скончался в Голландии. Через 25 лет в 1914 году его останки были перезахоронены вдовой рядом с могилой Винсента.