توفي الملك خالد بن عبد العزيز آل سعود في صباح يوم الأحد 21 شعبان 1402هـ الموافق 13 يونيو 1982م في مدينة الطائف بالمملكة العربية السعودية، عن عمر يناهز 69 عامًا، إثر قصور في القلب، وتم نقل جثمانه إلى الرياض حيث دُفن في مقبرة العود.