2011年3月、長年休むことなくスタジオに立ち続けた児玉さんに異変が訪れます。体調不良を訴えて緊急入院し、長年親しまれた『アタック25』の司会を一時休養することになりました。病名は「胃がん(スキルス性胃がん)」でした。
当時、児玉さんは周囲に過度な心配をかけまいと気丈に振る舞い、過酷な抗がん剤治療を受けながらも「必ずスタジオに戻る」という強い意志を持ち続けていました。病室でも発声練習を欠かさず、クイズの進行台本に目を通すなど、復帰への情熱を一切失っていませんでした。
しかし病魔の進行は早く、2011年5月16日、東京都内の病院で家族に見守られながら静かに息を引き取りました。享年77。東日本大震災の発生からわずか2カ月後、日本中が深い悲しみに包まれていた時期に重なった名司会者の急逝の報は、日本中に大きな衝撃と喪失感をもたらしました。