Śmierć 7 marca 1794 został aresztowany w Passy i osadzony w więzieniu św. Łazarza w Paryżu. Trybunał Rewolucyjny skazał go na śmierć za jego związki z ambasadą hiszpańską, uznane za zdradę stanu. Oskarżono go również o udział w tzw. spisku więzień. Zginął na gilotynie 25 lipca 1794, na dwa dni przed przewrotem termidoriańskim. Najprawdopodobniej został pochowany w masowym grobie na cmentarzu Picpus w Paryżu.
W czasie pobytu w więzieniu powstała większość jego utworów poetyckich i prozatorskich, które częściowo zostały opublikowane dopiero w 1819 (pełne wydanie powstało w 1958). Okoliczności powstania najważniejszej części jego dorobku oraz młody wiek Chéniera w chwili śmierci sprawiły, że jego postać zainspirowała Alfreda de Vigny do napisania dramatu Stello. Poeta jest również głównym bohaterem werystycznej opery Umberto Giordano zatytułowanej Andrea Chénier.
Jego brat Marie-Joseph Chénier również był literatem - pisarzem i dramaturgiem. W czasie rewolucji francuskiej zasiadał w Konwencie Narodowym jako deputowany departamentu Seine-et-Oise.