Thutmose IV ble gravlagt i grav KV63 i Kongenes dal, men hans mumie ble senere flyttet til forrådet i grav KV35 sammen med andre mumier. Her ble den gjenoppdaget av Victor Loret i 1898. En undersøkelse av hans kropp viste at han hadde vært meget syk og blitt meget svekket de siste månedene av sitt liv før han døde. Han ble etterfulgt på tronen av sin sønn Amenhotep III.