전두환은 2021년 11월 23일 오전 8시 45분경 자택 화장실에서 쓰러진 채 발견되었고, 결국 사망했다. 지난 8월 혈액암 진단을 받은 후 정정하던 예전과는 다르게 급격히 건강이 악화되어 골골대던 모습을 보여 머지않아 세상을 뜨리라는 예상이 많았는데, 결국 얼마 지나지 않아 사망하면서 2021년을 넘기지 못하고 세상을 떠나게 되었다. 사망하기 전까지 자신의 과오에 대한 아무런 뉘우침을 보이지 않으면서 종국에는 일말의 반성과 사과 없이 떠나고 말았다.
지난 10월 26일에 노태우가 사망한 지 정확히 4주가 지나서였고, 백담사로 유배를 떠난 지 정확히 33년이 되는 날에 세상을 떴다. 또 생전의 치열한 정적이기도 했던 김영삼의 6번째 기일 다음날에 숨졌다. 자택에서 화장실로 이동하던 중 쓰러져 숨졌다고 한다. 당시 부인 이순자가 쓰러진 전두환을 발견하고 경찰 경호대에 즉시 연락해 심폐소생술을 했지만 119 구급대가 도착하기 전에 심장박동이 멎었다고 한다.
이로써 전두환을 마지막으로 20세기에 집권했던 대한민국 대통령은 전부 세상을 떠났다. 초대 이승만부터 15대 김대중까지 모두 사망했으며, 21세기에 처음으로 집권한 대통령인 16대 노무현도 사망했으므로 현재 생존 중인 사람은 17대 이명박과 18대 박근혜, 전두환의 사망일 기준 현직 대통령인 19대 문재인까지 총 3명이다. 후임인 김영삼, 김대중, 노무현보다 오래 생존한 두 대통령인 전두환과 노태우 모두 사망하게 되어 생존한 대통령들은 사망한 대통령들의 후임뿐이 되었다. 우연히도 전두환부터 노무현까지의 사망 순서는 대통령 직책 역순이다.
유언으로 "북녘 땅이 보이는 전방 고지에 백골로 남고 싶다."라고 남겼다. 이 말은 민정기 전 비서관이 밝혔는데, 열흘 전에 만났을 때는 특별한 말은 없었지만, 평소에 회고록의 마지막 부분을 유서처럼 여겨 왔으니 이를 고인의 유언이라고 생각한다고 전했다. 생전에도 "죽으면 화장해서 그냥 뿌려라"고 말하곤 했다. 다만 민정기 본인이 지적하듯 국방부 협조 없이는 불가능한 일이기에, 화장한 유골은 당분간 자택에 임시 안치될 예정이다. 사인이 명확하기에 부검이나 검시는 하지 않지만 의료기관이 아닌 장소에서 사망했기 때문에 검안은 한다. 빈소는 연세대학교 세브란스병원 장례식장에 차려진다. 시신이 자택에 있는 동안 전두환의 최측근 인사였던 장세동 전 안기부장과 고명승 전 3군사령관이 조문을 다녀갔다.
노태우의 국가장에서 이철희 정무수석비서관은 전두환의 국가장은 "일고 가치도 없다."고 밝힌 적이 있고, 민정기 전 청와대 공보비서관도 유족을 대신하여 가족장으로 치르겠다고 밝혔다. 다만 이승만 전 대통령과 윤보선 전 대통령의 예에 따라 운구 과정에서 경찰 경호는 있을 예정인데, 이는 혹시 모를 불상사를 방지하기 위함이다. 이렇게 해서 윤보선 이후 31년만에 가족장으로 지낸 대통령이 되었다.
무엇보다 전두환 본인이 더이상 삶을 이어가려는 의지가 별로 없었던 것으로 보인다. 사실 그럴 만도 했던 것이 90세까지 장수하며 누릴 수 있는 것도 많이 누렸으며, 막내동생 전경환과 동지 노태우의 죽음 이후 이제 본인도 갈 때라는 것을 직감하여 운명을 받아들인 것으로 보인다. 이미 전성기를 함께한 사람들이 대부분 세상을 떠난 상황에다가 재판 출석 등 스트레스를 많이 받아 삶의 의욕도 점점 떨어졌을 것이다.
한편 전두환의 사망을 공식 발표한 민정기 전 청와대 공보비서관은 전두환이 화이자 백신을 접종 받은 뒤에 건강이 악화되었다며 전두환의 죽음은 백신 부작용 때문이라고 주장했다.
5공 인물 중에선 갈 수 있는 사람은 다 가는 분위기다. 앞서 언급한 장세동과 고명승은 빈소가 차려지자 다시 조문을 갔으며 박희도, 유경현, 이영일, 김용갑, 박철언, 이종구, 김진영 뿐만 아니라 아웃사이더였던 민병돈도 그의 조문을 갔다. 다만 현역 정치인 중에선 전 사위였던 윤상현과 개인자격으로 김기현, 주호영만이 갔다. 종교계 인사로는 백담사 은거 시설 당시 주지였던 도후스님도 그의 조문을 갔으며 이외에도 이석채 전 KT 회장, 반기문 전 유엔총장, 최대집, 변희재 등이 그의 조문을 다녀갔다.
논란의 인물이 죽은 만큼, 장례식장에서도 고성이 오갔다. 정진태 전 한미연합군 부사령관이 조문을 마치고 나오는 과정에서 북한군을 운운하는 발언을 한 바람에 장내가 시끄러워젔으며, 전태일의 동생인 전태삼 씨가 장례식장 앞에서 전두환을 규탄하는 발언을 하자 이에 우파 유튜버들이 반발하는 등 소란이 있었다. 이와 같은 상황이기에 장례식장 현장은 의무경찰이 상시 대기하고 있는 중이다.
보통 전직 대통령이나 유력 정치인이 사망하면 뉴스에서 앵커들이 직접 고인의 생애를 요약해서 공식적으로 언급해주는데, 이번에는 사망 소식과 이후 장례절차 등 객관적인 사실만 앵커들이 직접 언급하고 이후 부분은 대부분 전문가와의 대담형식으로 이 사안을 갈음했다.
거기에 대부분의 언론은 호칭을 전 대통령도 아닌 그냥 전두환 씨로, 서거나 별세같은 높이는 표현이 아닌 그냥 사망으로 보도했다. 이미 노태우의 사망 당시에도 전직 대통령 예우 박탈, 과거의 과오 등을 이유로 전 대통령이라는 표기를 하지 않은 언론이 적잖게 있었다. 다만 노태우의 경우 그래도 전 대통령이라고 호칭을 하는 언론들도 상당히 많았던데다 정부에서 직접 서거라고 표현하기도 했고 일생이나 대통령당시 행적을 짚어주는 언론들이 많았다.
외신들도 이 점을 반영했는지 노태우 사망 당시만 해도 명과 암을 비교해 기사를 작성했으나 전두환 사망시에는 대놓고 Dictator, Strong man 등 군사 독재자를 뜻하는 표현을 써서 전두환 사망을 보도했다.