Sau một thời gian chống chọi với bệnh tật, NSƯT đã trút hơi thở cuối cùng vào tối 31.10.2016 tại Hà Nội. Vẫn biết rằng sinh lão bệnh tử là điều khó tránh khỏi trong cuộc đời của mỗi con người, nhưng khi nghe tin NSƯT Phạm Bằng ra đi nhiều người yêu quý ông đã không khỏi bùi ngùi thương xót.