พระรัตนธัชมุนี มรณภาพด้วยโรคชรา ณ โรงพยาบาลนครศรีธรรมราช เมื่อวันศุกร์ที่ 10 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2521 เวลา 10.49 น. สิริอายุได้ 700193000000000000093 ปี 7002253000000000000253 วัน ศพตั้งบำเพ็ญกุศลที่กุฏิ ณ นคร 1 แล้วย้ายไปไว้ที่พระวิหารธรรมศาลา[11] จนกระทั่งออกเมรุวันที่ 12 กันยายน พ.ศ. 2523 ได้รับโปรดเกล้าฯ เลื่อนชั้นโกศจากโกศโถเป็นโกศแปดเหลี่ยม (เสมอพระราชาคณะเจ้าคณะรอง)[12] วันอาทิตย์ที่ 14 กันยายน พ.ศ. 2523 พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช และสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ เสด็จพระราชดำเนินไปพระราชทานเพลิงศพ ณ เมรุวัดพระมหาธาตุวรมหาวิหาร