توفي ببيروت يوم الأحد لليلتين بقيتا من صفر وقيل من ربيع الأول سنه 157 هـ، وهو دون السبعين بسنة واحدة. رحمه الله، وأسكنه فسيح جناته. وقد روى عُقبة بن علقمة البيروتي في سبب وفاة الإمام الأوزاعي أنّه دخل حمام منزله في يوم شديد البرودة، فأدخلت زوجته معه موقدًا فيه فحم وقايةً من البرد، وأغلقت باب الحمام فمات بسبب الفحم.
قال ابن مَسهَر: "لم تكن امرأته عامدة فأمرها قاضي بيروت سعيد بن عبد العزيز بعتق رقبة".
وكان يوم وفاته يومًا مشهودًا حضره أعداد لا تكاد تُحصى من المسلمين وغيرهم، فقد روى العبّاس بن الوليد بن مزيد عن سالم بن المنذر قال: "سمعت الصّيحة بوفاة الأوزاعي فخرجت".
وقال محمد بن عبد الطنافس: "كنت جالسًا عند الثوري فجاءه رجل فقال: رأيت كأن ريحانة من المغرب قلعت، قال إن صدقت رؤياك فقد مات الأوزاعيّ"، فكتبوا ذلك، فجاء موت الأوزاعيّ في ذلك اليوم أو تلك الليلة.
ودفن الإمام رحمه الله خارج بيروت قرب شاطئ البحر، وبين الصّنوبر بأرض قريةٍ يقال لها حنتوس وهو مدفون في قبلة حائط مسجدها رحمه الله تعالى رحمةً واسعة ونفعنا به وأمدّنا بأمداده إنّه سميعٌ مُجيب الدعاء وسبحان الله والحمد لله ربّ العالمين.