公式発表資料および当時の所属事務所の発表によると、梅宮辰夫さんの直接の死因は「慢性腎不全」です。2019年12月12日午前7時40分、療養先だった神奈川県真鶴町の自宅から救急搬送された小田原市内の病院で息を引き取りました。死去年齢は満81歳でした。
最期の当日の朝、自宅で異変が起きたのは夜明け前のことでした。前日まで普段通りに夕食を口にし、テレビを眺めていた梅宮さんでしたが、未明に容態が急変。呼吸の乱れに気づいた家族とスタッフが救急車を要請し、必死の心肺蘇生措置が施されたものの、病院到着後に帰らぬ人となりました。
臨終の場には、長年連れ添った妻のクラウディアさんと長女の梅宮アンナさんが立ち会いました。アンナさんは後の記者会見や手記の中で、「最期は苦しむ様子もなく、眠るように逝った。あんなに強かった父が小さく見えた」と述懐しています。ネット上では「がんの末期症状で亡くなったのではないか」という憶測が一部で飛び交いましたが、直接的な死因はがんそのものの転移爆発ではなく、度重なる手術と治療によって疲弊しきった腎機能の停止でした。