12年8月13日，陶大伟病情急速恶化，被紧急送进台大医院加护病房治疗。2012年8月15日凌晨，陶大伟之子陶喆透过经纪公司发出声明稿表示，陶大伟只是因为身体不适，到台大医院就医，病情并没有外界传得那么严重。2012年9月12日下午2点54分，陶大伟因肺癌引发的多重器官衰竭，病逝于台大医院，享寿70岁。2012年9月14日，陶喆透过经纪公司发出陶大伟追思会邀请函，追思会时间为2012年9月21日上午10点，地点为台北市文山区灵粮山庄。2012年9月15日上午，陶大伟家属在台北市第二殡仪馆以基督教祝祷仪式举