2016年12月8日，黄大年因胆管癌住院。2017年1月8日，黄大年病逝，终年58岁。逝世后，他的妹妹提出恢复党籍的请求。吉林大学向中共吉林省委提出这一申请。10日，中共吉林省委常委会追认黄大年为中国共产党党员。同年5月，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平作出指示，号召向黄大年学习。7月1日，中共中央追授黄大年为全国优秀共产党员。2018年2月，当选为感动中国2017年度人物。