พระสาสนโสภณ อาพาธเป็นวัณโรคมาช้านาน แพทย์พยายามรักษาแต่อาการมีแต่ทรงกับทรุด จนถึงแก่มรณภาพเมื่อวันอังคารที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2453 เวลายามเศษ ณ กุฏิ วัดราชประดิษฐฯ วันต่อมาเวลาบ่าย 4 โมงเศษ สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราวุธ สยามมกุฏราชกุมาร เสด็จฯ มาพระราชทานน้ำสรงศพ โกศแปดเหลี่ยม ฉัตรเบญจา 4 คัน เป็นเกียรติยศ และโปรดให้พระพิธีธรรมสวดพระอภิธรรมมีกำหนด 3 เดือน[12]