Torrijos døde i en alder af 52 år, da hans fly, en DeHavilland Twin Otter (DHC-6), registreret som FAP-205 i Panamas luftvåben, styrtede ned på Cerro Marta, i Coclesito, nær Penonomé, Panama den 31. juli 1981. Flyet forsvandt fra radar under lysvejr, men på grund af Panamas begrænsede radardækning på det tidspunkt blev flyet ikke meldt savnet i næsten en dag. Stedet for ulykken blev lokaliseret flere dage senere, og Torrijos' lig blev fundet af et hold fra Special Forces i de første dage af august. Fire assistenter og to piloter døde i ulykken. Hans død forårsagede national sorg i hele landet, især i fattige områder. Efter en stor statsbegravelse blev Torrijos' lig begravet kortvarigt på en kirkegård i Casco Viejo (den gamle by i Panama), før det blev flyttet til et mausoleum i den tidligere Canal Zone på Fort Amador
I nærheden af Panama City. Han blev efterfulgt som kommandør for nationalgardet og "de facto" leder af Panama af Florencio Flores ("de jure" var en militær leder, men "de facto" udøvede aldrig magt som en,) som senere gav plads til Rubén Darío Paredes. Stedet hvor flyet styrtede ned er nu en nationalpark og hans hus i Coclesito er nu et museum.