Irwin zdecydował się więc na sfilmowanie kilku „lżejszych” scen do programu dla dzieci, który przygotowywał wspólnie ze swoją córką Bindi. Przypadkowo przepłynął zbyt blisko płaszczki, która poczuła się zagrożona i zaatakowała go, powodując jego niemal natychmiastową śmierć KSBI-TV.. W momencie śmierci rodzina Irwina przebywała na wakacjach na Tasmanii.
Irwin był trzecim Australijczykiem, który zginął w wyniku reakcji obronnej płaszczki„Stingray risks”, a na całym świecie odnotowano tylko 17 takich przypadków. Jest to pierwszy znany przypadek uchwycenia takiego momentu na filmie.
Pogrzeb Premier Australii John Howard złożył kondolencje rodzinie Irwina w czasie posiedzenia parlamentu i zaproponował pogrzeb państwowy dla tragicznie zmarłego przyrodnika„World awaits Irwin funeral arrangements”, jednak rodzina Irwina odmówiła – według ojca Irwina on sam by tego nie chciał.
Prywatny pogrzeb Irwina odbył się 9 września w miejscowości Caloundra„Family says private farewell”, został pochowany na terenie rodzinnej posiadłości znajdującej się na terenie Australia Zoo.