เมื่อเวลาประมาณ 22:00 น. ของวันพุธที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2558 ตำรวจนครบาลทองหล่อรับแจ้ง มีคนพลัดตกจากอาคารเสียชีวิต บริเวณคอนโดมิเนียม ภายในถนนทองหล่อ ซอย 5 จึงนำเจ้าหน้าที่เข้าตรวจสอบ พบศพของประชาธิป ในสภาพนอนคว่ำหน้าจมกองเลือด ตรวจสอบร่างกายพบกะโหลกศีรษะแตก เสียชีวิตทันทีในที่เกิดเหตุ[10]

พลตำรวจโท ศรีวราห์ รังสิพราหมณกุล ผู้บัญชาการตำรวจนครบาล กล่าวถึงการตรวจสอบห้องพักของผู้ตาย พบว่าประตูล็อกจากภายในห้อง และไม่พบร่องรอยการต่อสู้ หรือรื้อค้นทรัพย์สิน ที่บริเวณริมระเบียง มีเบียร์กระป๋องที่เปิดแล้ว และมีจดหมายที่เขียนด้วยลายมือผู้ตายถึงแฟนสาว ซึ่งเจ้าหน้าที่ตำรวจรวบรวมเก็บไว้เป็นหลักฐาน มีข้อความว่า

To Faye only อย่าคิดมากนะที่รัก เราอยากไปมานานแล้ว ชีวิตสิงห์ได้รักคนที่ดีที่สุดในชีวิตมาแล้ว มันพอแล้วครับ— ประชาธิป มุสิกพงศ์

[11] โดยคาดว่าการเสียชีวิตของประชาธิป มาจากปัญหาความรักที่ถูกแฟนทิ้ง[12][13]

ส่วนวีระกานต์ มุสิกพงศ์ ผู้เป็นบิดา ซึ่งเดินทางมาดูเหตุการณ์ ให้สัมภาษณ์ผู้สื่อข่าวว่า บุตรชายของตนพักอาศัยอยู่ที่ห้องตามลำพัง มีเพื่อนและครอบครัวไปหาบ้าง ก่อนเกิดช่วงประมาณ 21:00 น. ประชาธิปยังโทรศัพท์คุยกับศรีวิไล ผู้เป็นมารดาว่า ตนเกิดปัญหาทะเลาะวิวาทอย่างรุนแรงกับแฟนสาว วีระกานต์ซึ่งนั่งอยู่ด้วย จึงบอกต่อลูกชายไปในโทรศัพท์ว่า ให้ค่อย ๆ คิด หากไม่มีทางออกจริง ๆ ก็ให้กลับบ้าน ตนพร้อมจะให้คำปรึกษา แต่ลูกชายก็ไม่ได้ตอบอะไรกลับมา[12]

อนึ่ง เมื่อวันเสาร์ที่ 26 กันยายน พ.ศ. 2558 ค่ายเพลงสไปซีดิสก์ ต้นสังกัดของวงสควีซ แอนิมอล ดำเนินการจัดคอนเสิร์ต เลิฟยู'ทิลไอดาย (Love You 'till I die) เพื่อรำลึกถึงประชาธิป ที่วอยซ์สเปซ ถนนวิภาวดีรังสิต โดยมีศิลปินมาร่วมงานอย่างคับคั่ง[14]