Thutmose I var den første farao som helt sikkert ble gravlagt i Kongenes dal. Ineni fikk i oppdrag å grave den ut, og antagelig også bygde hans dødstempel. Hans dødstempel har derimot ikke blitt funnet, og det er sannsynlig at det har blitt lagt inn under eller revet av byggearbeidene til Hatshepsuts dødstempel ved Dayr al-Bahri. Hans grav har blitt identifisert som KV38. I den ble det funnet en sarkofag i gul kvartsitt som bærer hans navn. Hans mumie kan derimot å ha blitt flyttet av Thutmose III og lagt i graven til Hatshepsut, KV20, som også inneholder en sarkofag med navnet til Thutmose I på den.