Han ble skutt den 6. mai 1932 i Paris, hvor han deltok på en åpning av en bokmesse. Paul Doumer døde neste dag som en direkte følge av skadene han fikk. Hans drapsmann var Paul Gorguloff, en russisk immigrant som var mentalt ustabil. Gorguloff ble arrestert, tiltalt og den 14. september 1932 ble henrettet av giljotin.