Ordzhonikidze døde natten mellom 17. og 18. februar 1937. Hans død ble fastsatt til å være et resultat av et hjerteinfarkt. Den 19. februar publiserte avisen Pravda en rapport signert av tre leger og en folkekommissær som bekreftet at Ordzhonikidze «døde på grunn av lammelse av hjertet».