加上当时医疗条件有限，帝乙的病情日益加重，于公元前1076年秋季驾崩。
帝乙死后，按照商朝“父死子继”的王位继承制度，他的第三子帝辛（即后世所称的“商纣王”）继位。帝乙被葬于殷都的商王陵区（今河南安阳殷墟），他的统治虽未能扭转商朝衰败的趋势，但通过联姻周部落、抵御昆夷、平定东夷、迁都朝歌等举措，为商朝延续了二十六年的命脉，成为殷商末年“最后的守成之君”。