สมเด็จพระพุทธโฆษาจารย์ อาพาธเป็นลมแน่นหน้าอกตั้งแต่วันที่ 5 ธันวาคม ร.ศ. 122 พระภิกษุในวัดจัดยาถวายแต่อาการไม่ทุเลา ถึงแก่มรณภาพในวันรุ่งขึ้นเวลา 3 โมงเข้าเศษ สิริอายุได้ 71 ปี 168 วัน พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จฯ ไปพระราชทานน้ำสรงศพ พระราชทานโกศไม้สิบสอง ชั้นแว่นฟ้า 2 ชั้น มีพระพิธีธรรมสวดพระอภิธรรมวันละ 8 รูป รับพระราชทานฉันเช้าเพลมีกำหนด 3 เดือน[8]

วันที่ 13 กุมภาพันธ์ ร.ศ. 124 เจ้าพนักงานตั้งกระบวนเคลื่อนศพสมเด็จพระพุทธโฆษาจารย์จากวัดราชบุรณฯ มาบรรจบกับกระบวนเคลื่อนศพพระอุบาฬีคุณูปมาจารย์ (ปาน) จากวัดพระเชตุพนฯ เป็นกระบวนเดียว ปยังเมรุ ณ สุสานวัดเทพศิรินทราวาส เวลาย่ำค่ำวันต่อมาพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จฯ มาทอดผ้าบังสุกุลและพระราชทานเพลิงศพ และวันที่ 15 กุมภาพันธ์ เจ้าพนักงานเก็บอัฐิ นำขึ้นเสลี่ยงแล้วอัญเชิญกลับยังพระอารามเดิม[9]