对于曹冲的真正死因，历来众多纷纭，有的说因病而死，有的说被人害死，至于杀人凶手，有的说是曹丕，有的说是周不疑。
正史上的说法
正史上说得很明白：
年十三，建安十三年疾病，太祖亲为请命。及亡，哀甚。
正史说曹冲因病而死，至于得了什么病，却无记载，本来古代医疗条件很差，许多病根本无药可治，就算条件优越的皇族子弟，遇到突发疾病，也只能听天由命。
曹冲死于公元208年，曹操悲痛万分，茶饭不思，身心受到沉重打击，当时正置赤壁大战关键时期，曹操因丧子之痛，无心恋战，加之士兵感染瘟疫较多，非战斗减员严重，不得已烧了战船，全员撤退，曹操的这把火成就了周瑜千古之美名。
曹丕杀弟之说
曹丕见曹操伤心不已，赶忙上前解劝，曹操说了一番话，令人费解：
文帝宽喻太祖，太祖曰：“此我之不幸，而汝曹之幸也。
大意是，曹操说，曹冲死了，是我的大不幸，却是你的大幸啊!曹操言外之意是曹冲死了，曹丕最大的竞争对手没了，可以高枕无忧，继任接班人了!
透过这段话，不少人主观臆测，曹冲不是病死的，而是被曹丕害死的。高希希版本《三国》采用了这种说法，剧中曹丕故意放毒蛇咬死了曹冲，曹操怀疑是曹丕干的，拉他过来讯问，但曹丕死活不承认是他干的。
曹操已经死了一个儿子，不想再失去另外一个，而曹丕的心狠手辣、不择手段，让曹操看到了曾经的自己，这样的人反倒是继承人的最佳人选。
周不疑报仇之说
周不疑，零陵人，幼有异才，太祖欲以女妻之。太祖爱子苍舒夙有才智，谓可与不疑为俦。及仓舒卒，太祖心忌不疑，乃遣刺客杀之。
周不疑是荆州人，是个神童，与曹冲其名，周不疑长大之后，曹操想把女儿嫁给他，可周不疑拒绝了，后来，曹操把周不疑请过来，陪同曹冲读书，曹冲死了之后，曹操怀疑周不疑是杀人凶手，于是派刺客杀了他!
当然，以上只是推测，并无真凭实据，就连曹操也只是怀疑而已，然而，曹操凭啥怀疑周不疑呢?
一则周不疑与曹冲朝夕相处，作案机会很多。
二则曹操攻占荆州之时，杀死了周不疑的舅舅一家，还杀了他不少亲人，他与曹操有不共戴天之仇，虽然曹操对他非常礼遇，但周不疑内心的仇恨根本无法化解，这也是他拒绝娶曹操女儿的原因，从这点来看，周不疑的作案嫌疑确实挺大的。
当然以上都是推测而已，三种都有可能!