เมื่อวันที่ 2 มีนาคม พ.ศ. 2378 43 ปีแห่งการครองราชย์ของพระองค์ จักรพรรดิฟรันทซ์เสด็จสวรรคต จากการประชวรไข้อย่างหนัก รวมพระชนมายุได้ 67 พรรษา พระศพถูกจัดขึ้นอย่างสมพระเกียรติ โดยในฐานะจักรพรรดิแห่งออสเตรียและจักรพรรดิแห่งโรมันอันศักดิ์สิทธิ์ มีการเก็บพระศพของพระองค์ไว้ที่มหาวิหารเซนต์ สตีเฟน กรุงเวียนนา 3 วัน จากนั้นนำไปฝังไว้ที่วิหารฮาพส์บวร์ค ซึ่งเป็นสถานที่ฝังพระศพพระบรมวงศานุวงศ์ออสเตรียมาช้านาน พระศพของพระองค์ถูกฝังไว้ท่ามกลางพระศพของพระชายาทั้ง 4 พระองค์