หลวงเดชาติวงศ์วราวัฒน์ ถึงแก่อนิจกรรมเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2490 สิริอายุได้ 45 ปี ด้วยอุบัติเหตุขณะนั่งรถยนต์รางเดินทางไปตรวจสภาพทางรถไฟสายกาญจนบุรี-พม่า (ทางรถไฟสายมรณะ) ซึ่งฝ่ายสัมพันธมิตรยึดมาจากญี่ปุ่น เพื่อสำรวจความเป็นไปได้ที่จะใช้ประโยชน์ทางรถไฟสายนี้ในเชิงพาณิชย์ ขบวนรถยนต์รางดังกล่าวได้ตกเหวลึก 8 เมตร ที่สะพานข้ามห้วยคอยทา หลักกิโลเมตรที่ 262 ระหว่างสถานีรถไฟปรังกาสีกับนิเถะ เนื่องจากรางรถไฟเกิดการทรุดตัว โดยหลวงเดชาติวงศ์วราวัฒน์ถึงแก่อนิจกรรมหลังประสบอุบัติเหตุเพียง 1 ชั่วโมง[3]

หลังจากถึงแก่อนิจกรรมไปแล้ว ทางรัฐบาลได้ทำการตั้งชื่อสะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาบนถนนพหลโยธินในเขตตัวอำเภอเมือง จังหวัดนครสวรรค์ ว่า "สะพานเดชาติวงศ์" เพื่อเป็นอนุสรณ์รำลึกถึงด้วย [4] [5]