Foi na capital iraquiana, Bagdá, que acabou sendo morto em 2003 durante o ataque suicida ao Hotel Canal, com a explosão provocada por um caminhão-bomba. O hotel era usado como sede da ONU em Bagdá havia mais de uma década. Além dos 22 mortos, cerca de 150 pessoas ficaram feridas no ataque - o mais violento realizado contra uma missão civil das Nações Unidas até então. Abu Musab al-Zarqawi, chefe da organização terrorista Al Qaeda, assumiu a responsabilidade pelo atentado. Segundo os autores do ataque, Mello foi assassinado pois ele era um "cruzado" que teria ajudado a extrair uma parte (o Timor Leste) do país muçulmano da Indonésia. O atentado provocou a retirada dos funcionários estrangeiros da ONU do território iraquiano.