Morrison chuyển đến Paris tháng 3 năm 1971 với dự định dừng biểu diễn và tập trung cho việc sáng tác. Hi vọng đưa cuộc đời quay trở lại đúng hướng, Morrison đã giảm cân khá nhiều và cạo sạch râu (tuy nhiên, tấm hình cuối cùng của anh cho thấy khá nhiều khối u – triệu chứng thường thấy của nhồi máu cơ tim). Nhìn chung anh trở nên rất suy nhược khi ở Paris. Anh rất ngưỡng mộ kiến trúc của thành phố khi nói rằng "Khi họ xây dựng nên thành phố này, họ đã quẳng đi bản thiết kế trong cuộc phỏng vấn của một nhà báo Los Angeles mùa hè 1971."Anh qua đời vào ngày 3 tháng 7 năm 1971 ở tuổi 27 và được phát hiện chết trong bồn tắm bởi Courson. Theo tiểu sử Morrison của Stephen Davis, có báo cáo cho rằng máu ở quanh miệng và mũi của anh đã khô và có một vết tím lớn ở ngực. Điều này gợi ra giả thuyết Morrison chết vì xuất huyết quá nhiều do bệnh lao. Rất nhiều fan và những người viết tiểu sử đã suy đoán nguyên nhân của cái chết là dùng ma tuý quá liều, nhưng bản báo cáo chính thức cho biết nguyên nhân là do trụy tim. Theo luật của Pháp, không có cuộc xét nghiệm tử thi nào được tiến hành vì giám định y khoa không tìm được bằng chứng của sự gian trá nào. Chính do không có một cuộc xét nghiệm tử thi chính thức nào mà rất nhiều câu hỏi đặt ra đã không được trả lời và tạo ra một mảnh đất màu mỡ cho những suy đoán và những tin đồn.

Trong tiểu thuyết tự truyện "Wonderland Avenue", Danny Sugerman thuật lại rằng anh có một cuộc gặp mặt ngắn với Courson khi cô quay trở lại Mĩ vào giữa thập niên 1970. Theo mô tả của Danny, Courson đã nói với anh rằng Morrison thực ra đã chết do dùng ma tuý quá liều khi anh hít rất nhiều một chất được tin là cocaine. Sugerman nói thêm rằng Courson cũng đã đưa ra nhiều giả thuyết trái ngược về cái chết của Morrison nhưng phần lớn người hâm mộ chấp nhận giả thuyết dùng heroin quá liều. Courson cũng chết do dùng heroin quá liều vài năm sau đó. Cũng giống như Morrison, cô chết ở tuổi 27. Morrison nói rằng anh quay trở lại Paris thực ra là để quên đi chuyện với cha anh (để "quá khứ trở thành chuyện đã qua"). Vài tuần trước khi chết, anh đã gọi đồng đội trong The Doors, John Densmore và hỏi album mới nhất được đón nhận ra sao, và khi Densmore trả lời rằng nó có được thứ hạng tốt trên các bảng xếp hạng, Morrison đáp lại rằng: "nếu họ thích nó, hãy chờ đợi và họ sẽ được nghe những gì tôi nghĩ ở album tiếp theo." Trong cuốn tự truyện của Densmore "Riders on the Storm", tay trống đã lý giải rằng Morrison đã dùng ma tuý dưới dạng lỏng, bước vào bồn tắm và tự sát.

Morrison được an táng ở nghĩa trang nổi tiếng Père Lachaise ở phía đông Paris. Trong quá khứ, một số fan của anh đã để lại rác rưởi, những hình vẽ graffiti, những chai rượu và lá thuốc phiện sau mỗi lần viếng thăm. Ban đầu, ngôi mộ có một phiến đá khắc tên Jim Morrison, ở trên là một bức tượng bán thân của anh (sau này bị rời đi). Nhiều gia đình có phần mộ gần đó đã phàn nàn về những sự mạo phạm xung quanh khu mộ, nhiều người trông đợi rằng di hài của Morrison sẽ bắt buộc phải chuyển vị trí khi hợp đồng thuê đất 30 năm hết hạn. Những nhà chức trách của Paris đã phủ nhận những dự định này, và gia đình Morrison cũng đàm phán thoả thuận với nghĩa trang để anh được yên nghỉ vĩnh viễn tại đây. Một nhân viên của nghĩa trang luôn túc trực ở khu mộ để đảm bảo rằng sẽ không có những sự mạo phạm tái diễn. Phần mộ của Morrison nằm giữa những khu mộ nổi tiếng của nghĩa trang và trở thành một trong những điểm du lịch nổi tiếng nhất của Paris bên cạnh các địa danh khác như Tháp Eiffel, Notre Dame và Louvre. Năm 1993, cha mẹ anh viếng thăm và tiến hành thoả thuận với một công ty vệ sinh để xoá hết những hình graffiti quanh thạch mộ.

Thạch mộ của Morrison có khắc một dòng chữ Hy Lạp (ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΔΑΙΜΟΝΑ ΕΑΥΤΟΥ). Ý nghĩa ban đầu của dòng chữ mà gia đình Morrison định lựa chọn là "True to his own spirit". Cha của Morrison chọn và tự mình phác thảo những dòng chữ trên mộ. Nghĩa đen là "according to his own daimon", một từ Hy Lạp cổ ám chỉ một vị thần nhỏ, một linh hồn hộ mệnh, sự may mắn, ngôi sao chiếu mệnh hay những gì tương tự mà không mang ý nghĩa xấu hay tiêu cực. Rất nhiều sự phiên dịch sai lầm về dòng chữ đã xuất hiện, bao gồm "down with his own demons", "burnt by his demons" và "with the devil himself".Một số nhà lý luận lại cho rằng Morrison không chết ở Paris. Sự thật là chỉ có hai người (ngoài cảnh sát, nhân viên cấp cứu và người lo ma chay) giữ cho những tin đồn tồn tại gần 30 năm khi thừa nhận với báo chí rằng họ thấy thi thể của anh. Trong suốt cuộc đời của Morrison, đã có rất nhiều tin đồn rằng anh đã bị giết trong một tai nạn ôtô hay chết do dùng ma tuý quá liều. Trước ngày cái chết của anh được thông báo, báo chí nói rằng Morrison đã "rất yếu" và đang an dưỡng ở một bệnh viện không tên ở Pháp, điều này cũng thêm vào những nghi vấn.

Trong cuốn "The Lizard King", Jerry Hopkins thuật lại, ngay trước khi The Doors gặt hái được những thành công đáng nhớ, Morrison đã đùa rằng anh ta sẽ tạo ra một cái chết giả để thông báo với công chúng. Theo một vài người bạn và thành viên trong ban nhạc, mỗi lần The Doors gặt hái những thành công đáng ghi nhận, công chúng dường như không thể chờ lâu hơn nữa. Sau đó Morrison nói rằng anh muốn tạo một cái chết giả rồi chuyển đến châu Phi để chạy trốn sự xoi mói vây quanh mỗi chuyển động của anh. Anh nói với họ rằng nếu anh có thể thành công với mưu mẹo của mình, anh sẽ viết thư cho họ dưới bút danh chơi chữ là "Mr. Mojo Risin". Một vụ mất tích tương tự cũng diễn ra với một trong những nhà thơ Pháp mà Morrison yêu thích là Arthur Rimbaud. Theo Krieger và những thành viên The Doors khác, họ không hề nhận được một bức thư nào.

Một phim tài liệu của Pháp năm 2006, từ serie có tên "Death of an Idol" bao gồm những cuộc phỏng vấn nhiều người liên quan tới cái chết của Morrison, có cả người quản lý của The Doors là Bill Siddons. Siddons, khi đó mới 22 tuổi, chưa bao giờ thực sự thấy thi hài và giải thích rằng đơn giản là ông quá trẻ và bị lấn át khi yêu cầu được nhìn thi hài.

Cuốn phim có những đoạn phỏng vấn vài người Paris đã thừa nhận họ trông thấy Morrison ở một hộp đêm ở Paris là Rock and Roll Circus, nơi được biết đến như là địa điểm của những kẻ buôn bán ma tuý. Quản lý hộp đêm thừa nhận có nhìn thấy Morrison tối hôm đó. Một phụ nữ Paris, Nicole Gosselin cũng xác nhận bà trông thấy Morrison ở CLB vào chiều ngày 2 tháng 7 năm 1971. Rõ ràng có một chuyến xuống hàng heroin đúng vào chiều hôm đó và Morrison đã tìm mua một ít. Ngay sau khi hàng được chuyển đến, Gosselin nói rằng bà thấy Morrison ở gần toilet của CLB và anh băng qua bức tường với khuôn mặt trắng bệch. Gosselin cũng nói rằng bánh heroin có tác dụng mạnh và bà đã biết người bán nó cho Morrison. Vài người đã đưa anh khỏi club vào trong một chiếc taxi, có thể là đưa anh trở lại chỗ ở. Có thể điều này giải thích tại sao Morrison được tìm thấy trong bồn tắm, vì đây là một cách hồi sức cổ điển của những nạn nhân dùng ma tuý quá liều.

Cuốn phim cũng nói về người lính cứu hoả đến khu nhà của Morrison vào sớm ngày 3 tháng 7. Người này xác nhận trông thấy thi thể của Morrison, cùng với vài tia máu xót lại trên mũi. Thực tế là Morrison là người nghiện rượu có hiểu biết, nhồi thêm nhiều heroin vào thể tạng vốn đã ốm yếu của anh là một sự pha trộn chết người (heroin và rượu rất dễ gây chết người khi được pha trộn với lượng vừa đủ)

Những suy đoán về nguyên nhân cũng như sự thật về cái chết của Morrison vẫn tiếp tục giữ vai trò lớn trong những bí ẩn về Morrison. Những tin đồn vẫn nhan nhản cho rằng Morrison tự sát, bị ám sát bởi CIA, chết trong toilet của Rock and Roll Circus hay rất nhiều những tin đồn khác. Vẫn có những tin đồn khăng khăng rằng anh vẫn sống có thể ở Ấn Độ, châu Phi, Nam Mĩ, thành một cao bồi ở Oregon, New Jersey hay đang ẩn tích ở bắc Dakota. Huyền thoại về Morrison đã tự nó tồn tại qua nhiều năm.