Quốc vương Khalid mất vào ngày 13 tháng 6 năm 1982 vì đau tim tại Taif.[67][87] Trong cùng ngày, thi thể của ông được đưa từ Taif đến Mecca. Sau lễ khấn tại Đại thánh đường của Mecca, Khalid được an táng trong nghĩa trang Al Oud tại Riyadh.[67][88] Các nhà lãnh đạo của Qatar, Kuwait, Djibouti, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và Bahrain,[67] và Tổng thống Ai Cập Hosni Mubarak tham dự tang lễ.[89]

Sân bay quốc tế quốc vương Khalid và Bệnh viện Chuyên khoa Mắt Quốc vương Khalid tại Riyadh, Thành phố quân sự Quốc vương Khalid và Thành phố y tế Quốc vương Khalid tại vùng Đông đều đặt theo tên ông.[65][90] Ngoài ra, gia đình ông thành lập Quỹ Quốc vương Khalid, do con trai ông là Abdullah bin Khalid đứng đầu.[91]

Tháng 1 năm 1981, Quốc vương Khalid được Liên Hiệp Quốc trao một huy chương vàng. Đây là huy chương cao nhất của Liên Hiệp Quốc cho chính khách có đóng góp lớn cho hoà bình và hợp tác trên toàn cầu.[92] Quốc vương Khalid còn nhận được giải thưởng quốc tế Quốc vương Faisal vì phụng sự Hồi giáo, do các nỗ lực của ông nhằm ủng hộ tình đoàn kết Hồi giáo vào năm 1981.[93]