Han meddelte den 7. oktober 2004 at han skulle abdisere og ga sin dårlige helse som grunn. Sihanouks sønn, prins Norodom Ranariddh, forsøkte å overtale sin far til å bli sittende, men dette gikk ikke. I stedet ble prins Norodom Sihamoni innsatt som ny konge i Kambodsja og han tiltrådte 29. oktober 2004.