Der er gået rygter om, at Litvinov blev myrdet efter ordre fra Stalin til USSR's indenrigsministerium (MVD): Ifølge [[Anastas Mikojan]] kørte en lastbil med fuldt overlæg ind i Litvinovs bil, da den rundede et sving tæt ved hans datja, på den sidste dag i 1951, og han døde efterfølgende af sine kvæstelser.<ref>{{harvp|Tzouliadis|2009|pp=306–307}}</ref> Den britiske tv-journalist Tim Tzouliadis skrev: ''"Snigmordet på Litvinov markerede en intensivering af Stalins [[Antisemitisme|antisemitiske]] kampagne."''<ref>{{harvp|Tzouliadis|2009|p=307}}</ref> Familien havde imidlertid en helt anden forklaring. Ifølge Litvinovs hustru og datter, var han og Stalin stadig på god fod med hinanden, da han døde. Han havde en alvorlig hjertesygdom, og han fik den bedste behandling, der kunne opdrives, i de sidste uger af sit liv, indtil det afsluttende hjerteanfald 31. december 1951.<ref>{{harvp|Haslam|2011|p=75}}</ref>
Politik