Etter en kreftdiagnose i 1973 overlot han mange av sine embedsplikter til Deng Xiaoping. Han ble innlagt på sykehus, og den 8. januar 1976 døde han, bare noen få måneder før Mao Zedong. På selve qingmingfesten i april 1976 ble sørgemarsjer for Zhou oppløst med makt, en hendelse som har fått betegnelsen Tiananmenepisoden.