Ngày 31 tháng 8 năm 1422, vua Henry đột ngột băng hà tại lâu đài Château de Vincennes ở phía đông Paris, khi chỉ mới 35 tuổi, ở ngôi được 9 năm. Nguyên nhân cái chết của ông có thể là do bệnh kiệt lỵ, khi ông đang bao vây Meaux, vì rất nhiều binh lính Anh cũng mắc bệnh lỵ trong khoảng thời gian này. Tuy nhiên theo nhiều chuyên gia, bệnh lỵ không thể kéo dài lâu như vậy, và họ đề nghị rằng vua Henry chết vì bị sốc nhiệt, khi mà ngày trước đó, ông đã cưỡi ngựa mặc giáp toàn thân giữa trời nắng nóng oi ả.

Không lâu sau khi vua Henry băng hà, hoàng tử Henry chưa đầy 1 tuổi lên ngôi vua,tức vua Henry VI; chú của nhà vua John, công tước xứ Bedford, được chọn làm nhiếp chính Anh-Pháp. Thi thể của vua Henry được John Sutton, lãnh chúa Dudley, đưa về nước Anh và an táng theo nghi lễ hoàng gia tại tu viện Westminster.

Vua Henry qua đời khi chưa kịp trở thành vua Anh đầu tiên cai trị toàn nước Pháp. Nhưng con trai ông, Henry VI, đã hoàn thành được khát vọng đó của tổ tiên mình, trở thành vị vua Anh duy nhất trong lịch sử làm vua nước Pháp. Tuy nhiên, Henry đã không đủ tài năng như người cha vĩ đại, khiến cho ngôi vua của nhà Lancaster bị nhà York và nhà Tudor chiếm đoạt.