En 1954 es diagnosticado de Leucemia. Antes de su muerte él estaba completando un estudio sobre Jean Renoir y trabajando en el guion de "Les Eglises romanes de Saintonge", un breve documental sobre iglesias románicas, que planeaba dirigir él mismo. André Bazin murió pocos años después en Nogent-sur-Marne el 11 de noviembre de 1958 acompañado por su esposa e hijo.