หลวงปู่มั่น ภูริทัตฺตมหาเถระ ละสังขารเมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2492 อายุ 79 ปี 56 พรรษา ณ วัดป่าสุทธาวาส อำเภอเมืองสกลนคร จังหวัดสกลนคร ซึ่งต่อมาอัฐิของท่านได้แปรสภาพกลายเป็นพระธาตุในหลายที่ได้มีการแจกตามจังหวัดต่างๆที่ได้ส่งตัวแทนมารับ

วาระนิพพาน ณ วัดป่าสุทธาวาส หลังจากที่ท่านพักอาพาธที่วัดป่าบ้านกลางโนนภู่ 11 วันแล้ว คณะศิษย์นุศิษย์ได้อาราธนาองค์หลวงปู่มั่นนอนในเปลพยาบาลแล้วนำท่านขึ้นรถเพื่อมาพัก ณ วัดป่าสุทธาวาส ออกเดินทางแต่เช้าถึงวัดป่าสุทธาวาสประมาณเกือบ 12 นาฬิกา จากบันทึกของหลวงตาทองคำ จารุวณฺโณผู้อุปฐากองค์หลวงปู่มั่นในช่วงอาพาธได้บันทึกเหตุการณ์ในช่วงที่องค์ท่านมรณภาพไว้ในหนังสือ "บันทึกวันวาน" ไว้ดังนี้

"... จากพรรณานิคม ถึงวัดป่าสุทธาวาส สกลนคร เกือบ 12 นาฬิกา เพราะทางหินลูกรังกลัวจะกระเทือนมาก ท่านฯ ก็หลับมาตลอด นำท่านฯ ขึ้นกุฏิ ศิษย์ผู้ใกล้ชิดก็มี ผู้เล่า ท่านวัน ท่านหล้า ผู้จัดที่นอนให้ท่านฯ ได้ผินศีรษะไปทางทิศใต้ ปกติเวลานอนท่านฯ จะผินศีรษะไปทางทิศตะวันออก ด้วยความพะว้าพะวัง จึงพากันลืมคิดที่จะเปลี่ยนทิศทางศีรษะของท่านฯเวลาประมาณ 01.00 น. เศษ ท่านฯ รู้สึกตัวตื่นตื่นขึ้นจากหลับ แล้วพูดออกเสียงได้แต่อือๆ แล้วก็โบกมือเป็นสัญญาณ แต่ไม่มีใครทราบว่าท่านฯ ประสงค์สิ่งใด มีสามเณรรูปหนึ่งอยู่ที่นั้น เห็นท่าอาการไม่ดี จึงให้สามเณรอีกรูปไปนิมนต์พระเถระทุกรูป มีเจ้าคุณจูม พระอาจารย์เทสก์ พระอาจารย์ฝั้น เป็นต้น มากันเต็มกุฏิ เท่าที่สังเกตดู ท่านใกล้จะละสังขารแล้ว แต่อยากจะผินศีรษะไปทางทิศตะวันออก ท่านพลิกตัวไปได้เล็กน้อย ท่านหล้า (พระอาจารย์หล้า เขมปตฺโต) คงเข้าใจ เลยเอาหมอนค่อยๆ ผลักท่านไป ผู้เล่าประคองหมอนที่ท่านหนุน แต่ท่านรู้สึกเหนื่อยมาก จะเป็นการรบกวนท่านฯ ก็เลยหยุด ท่านฯ ก็เห็นจะหมดเรี่ยวแรง ขยับต่อไปไม่ได้ แล้วก็สงบนิ่ง ยังมีลมหายใจอยู่ แต่ต้องเงี่ยหูฟัง ท่านวันได้คลำชีพจรที่เท้า ชีพจรของท่านเต้นเร็วชนิดรัวเลย รัวจนสุดขีดแล้วก็ดับไปเฉยๆ ด้วยอาการอันสงบ..."