اول آذرماه ۱۳۹۵ موسوی اردبیلی دچار ایست قلبی شد و به کما رفت و برای بستری به بیمارستان لالهٔ تهران منتقل شد. وی در ظهر ۳ آذر ۱۳۹۵ به‌علت عارضهٔ قلبی و فرورفتن در کمای عمیق، در ۹۰ سالگی درگذشت. پیکر وی در قم تشییع شد و در حرم فاطمهٔ معصومه در کنار قبر علامه طباطبایی مدفون شد.