Den 7. juli 1969 ble Agnon rammet av et slag som gjorde ham delvis lam og nedsatte hans taleevne betraktelig. Agnon ble lagt inn på sykehus i byen Gedera. Hans datter, Emona Yaron, satt med ham på sykehuset og de to samarbeidet om redigeringen av Agnons siste roman . I august 1969 forverret tilstanden hans seg. Han døde den 17. februar 1970 på Kaplan Medical Center i Rehovot. Agnon fikk statsbegravelse og ble gravlagt på Oljeberget, slik han selv ønsket.