总干事时发现罹患肺癌末期，因而疗养1个月，其后病情好转于2016年2月复出问政。唯之后病情反复，癌细胞转移至脑干、嵴髓，于2016年5月29日2点44分在家人陪伴下病逝，享年56岁。田智宣过世当天，总统蔡英文由立委萧美琴陪同至田宅捻香弔唁，慰问遗孀张美慧等家属「要坚强挺住」，并赞扬田智宣是「拚命用心做事的人」，也请大家「帮他做完来不及做的事」。6月13日，副总统陈建仁、立法院长苏嘉全、原住民族委员会主委夷将·拔路儿、日本姐妹市与那国町町长外间守吉等众多中央与地方人士和民众亲自参加田智宣追思会，客家委