ในช่วงเช้าวันพุธที่ 18 พฤศจิกายน 2552 สมเด็จพระญาณวโรดม มีอาการไอและมีเสมหะ โดยไอเพียง 2 ครั้ง ก็หมดสติ หัวใจหยุดเต้น ศิษยานุศิษย์จึงรีบพาส่งโรงพยาบาลบำรุงราษฎร์ แต่แพทย์ไม่สามารถช่วยเหลือได้ทัน ได้ถึงมรณภาพด้วยโรคหัวใจวายเฉียบพลัน เวลา 07:17 น. โรงพยาบาลบำรุงราษฎร์[7]

ศพตั้งบำเพ็ญกุศล ณ ศาลากวีนิรมิต (ศาลากลางน้ำ) วัดเทพศิรินทราวาส และเปิดให้ประชาชนถวายน้ำสรงศพเวลา 13:00 น. โดยพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ รับศพไว้ในพระบรมราชานุเคราะห์เป็นเวลา 7 วัน และพระราชทานโกศไม้สิบสอง ซึ่งเป็นโกศตามยศสมณศักดิ์สมเด็จพระราชาคณะ และในเวลา 17:43 น.พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จพระราชดำเนินแทนพระองค์มาพระราชทานน้ำหลวงสรงศพ