Im Februar 1956 fuhr Bierut nach Moskau, um an den Beratungen des XX. Parteitags der KPdSU teilzunehmen. Nach der Lektüre von Nikita Chruschtschows Geheimrede "Über den Personenkult und seine Folgen", mit der Kritik an Stalins Verbrechen, erlitt er einen Herzanfall und verstarb zweieinhalb Wochen später in Moskau. Er erhielt ein Staatsbegräbnis und ein Mausoleum auf dem Powązki-Militärfriedhof in Warschau. Schon bald nach seinem Tod verbreitete sich in Polen das Gerücht, er sei ermordet worden, weil die neue sowjetische Staats- und Parteiführung unter Chruschtschow seinen stalinistischen Kurs abgelehnt habe. Nach Auskunft seines Sohnes starb Bierut an Nierenversagen.