คุณหมออวย เกตุสิงห์ ได้เล่าเกี่ยวกับปัจฉิมกาลของท่านไว้ในหนังสือ อนาลโยวาท ว่า ท่านทุพพลภาพอยู่ถึง 9 ปี แต่สุขภาพจิตยังดีมีนิสัยรื่นเริงติดตลกในระยะสามปีสุดท้าย นัยน์ตาของท่านมืดสนิทเพราะต้อแก้วตา หรือ ต้อกระจก หูก็ตึงมาก เพราะหินปูนจับกระดูก แต่ท่านก็มิได้เดือดร้อนใจ และสามารถบอกกำหนดอายุขัยของตนเองได้ว่า จะมรณภาพอายุ 96 ปี ซึ่งก็เป็นจริงดังที่ท่านได้กล่าวไว้

หลวงปู่ขาวมรณภาพในวันจันทร์ที่ 16 พฤษภาคม 2526 อายุ 95 ปี 64 พรรษา โดยพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงรับไว้เป็นศพในพระบรมราชานุเคราะห์โดยตลอดตั้งบำเพ็ญพระราชกุศล 7 วัน พระราชทานโกศโถฉัตรเบญจาตั้งประดับ และพระราชทานเพลิงศพวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2527 ในวันพระราชทานเพลิงศพหลวงปู่ขาว พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช เสด็จพระราชดำเนินมาเป็นองค์ประธาน พร้อมด้วยสมเด็จพระนางเจ้า สิริกิต์ พระบรมราชินีนาถ และ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี นั้น ปรากฏว่า วัดถ้ำกลองเพล ซึ่งมีอาณาบริเวณหลายพันไร่กลับคับแคบไปถนัดใจ ประชาชนจากทั่วทุกสารทิศหลั่งไหลกันมาถวายสักการะสรีระร่างของท่านนับเป็น จำนวนแสนคน นับเป็นประวัติการณ์สูงสุดของประเทศทีเดียว