พระอุบาลีคุณูปมาจารย์ มรณภาพด้วยโรคกล้ามเนื้อหัวใจตายเฉียบพลัน เมื่อวันที่ 5 มีนาคม พ.ศ. 2516 เวลา 17.10 น. ณ โรงพยาบาลรามาธิบดี สิริอายุได้ 700171000000000000071 ปี 7002329000000000000329 วัน พรรษา 52[7] ตั้งศพบำเพ้ญกุศลที่วัดพระสิงห์และได้รับพระราชทานน้ำสรงศพ หิรัณยบัตร โกศศพ และเครื่องประกอบสมณศักดิ์ในวันที่ 7 มีนาคม ศกนั้น ถึงวันที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2517 เวลา 14.30 น. พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชและสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชานีนาถ เสด็จฯ มาพระราชทานเพลิงศพ[8]