พระเทพวิมลญาณ มรณภาพเนื่องจากเลือดออกในสมอง ณ โรงพยาบาลตำรวจ เมื่อวันอาทิตย์ที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2558 เวลา 01.19 น. สิริอายุได้ 700163000000000000063 ปี 7002228000000000000228 วัน พรรษา 42 ศพตั้งบำเพ็ญกุศล ณ ศาลาพระราชศรัทธา วัดปทุมวนาราม พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงรับศพไว้ในพระบราราชานุเคราะห์ 7 วัน มีพระพิธีธรรมสวดพระอภิธรรมเวลากลางคืน มีกำหนด 7 คืน[12]