Mays được vợ phát hiện không trả lời trong nhà ở Tampa, Florida vào sáng ngày 28 tháng 6 năm 2009.[22] Ông được tuyên bố là đã chết vào lúc 7:45 sáng, dường như đã chết vào lúc nào đó trong đêm.[3][23] Associated Press báo cáo rằng không có dấu hiệu cho thấy ngôi nhà đã bị đột nhập, và cảnh sát không nghi ngờ chơi xấu.[23] Ban đầu, có suy đoán không chính xác rằng anh ta đã chết vì chấn thương đầu sau khi anh ta bị đánh vào đầu bởi hành lý sau khi một tai nạn hàng không hạ cánh nơi lốp xe nổ tung.[24]

Sau khi khám nghiệm tử thi ban đầu trên cơ thể của Mays vào ngày 29 tháng 6, Vernard Adams, giám khảo y khoa của Hạt Hillsborough, Florida, tuyên bố rằng Mays bị bệnh tim tăng huyết áp và bệnh tim là nguyên nhân gây ra cái chết của anh. Theo một báo cáo độc chất được công bố ngày 7 tháng 8 năm 2009, bệnh tim là "nguyên nhân chính gây tử vong" và cocain được cho là "nguyên nhân gây tử vong."[25][26] Đáp lại việc công bố báo cáo về độc tính, gia đình Mays đã đưa ra một thông cáo báo chí nói rằng: "Chúng tôi vô cùng thất vọng trước thông cáo báo chí do văn phòng giám định y khoa của Hạt Hillsborough phát hành. Chúng tôi tin rằng nó chứa các kết luận đầu cơ thực sự không cần thiết và có xu hướng che khuất kết luận rằng Billy bị tăng huyết áp mãn tính, không được điều trị "và nói trong bản phát hành rằng họ đang xem xét" đánh giá độc lập về kết quả khám nghiệm tử thi".[27]

Giám khảo y tế "kết luận rằng việc sử dụng cocaine gây ra hoặc góp phần vào sự phát triển của bệnh tim và do đó đã góp phần vào cái chết của anh ấy", văn phòng cho biết trong một thông cáo báo chí. Văn phòng cho biết Mays sử dụng cocaine lần cuối trong vài ngày trước khi chết nhưng không chịu ảnh hưởng của thuốc khi chết. Người phát ngôn của Hạt Hillsborough Lori Hudson cho biết không có gì trong báo cáo về độc tính cho thấy tần suất sử dụng cocaine của Mays. Cocaine có thể làm tăng huyết áp động mạch, trực tiếp gây phì đại tâm thất trái và đẩy nhanh quá trình hình thành xơ vữa động mạch trong các động mạch vành. Tuy nhiên, vào tháng 10 năm 2009, kết quả kiểm tra y tế lần thứ hai, do gia đình của Mays ủy quyền, đã kết luận rằng "cocaine không phải là yếu tố góp phần quan trọng" vào cái chết của anh.[28]

Theo báo cáo tin tức tiếp theo[29] các xét nghiệm độc tính cũng cho thấy mức độ của thuốc giảm đau hydrocodone, oxycodone và tramadol, cũng như thuốc chống lo âu alprazolam và diazepam. Mays bị các vấn đề về hông và được lên kế hoạch phẫu thuật thay khớp háng vào ngày sau khi anh ta được tìm thấy đã chết.

Tang lễ của Mays được tổ chức vào ngày 3 tháng 7 năm 2009 tại quê nhà McKees Rocks, Pennsylvania. Những người mặc quần áo mặc áo sơ mi màu xanh và quần kaki trong đám tang, giống như Mays mặc khi quảng cáo sản phẩm của mình.[30] Ông được chôn cất tại Nghĩa trang Núi Calvary.[31]

Ngay sau khi ông qua đời, nhiều công ty đã rút quảng cáo có sự xuất hiện của Mays.[32] Đến giữa tháng 7, với sự đồng ý của gia đình, một số quảng cáo đã được đưa vào vòng quay,[33] bên cạnh những cái mới hơn mà Mays đã quay trước khi chết.[32][33]