Vào lúc 5 giờ 45 phút sáng ngày 20 tháng 01 năm 1999, tức ngày mồng 4 tháng Chạp năm Mậu Dần, nghệ sĩ Khánh Linh bị chấn thương sọ não trong một vụ tai nạn giao thông khi đang điều khiển xe máy trên đường đi làm, anh tông mạnh vào một chiếc xích lô đi ngược chiều và ngã văng ra đầu va vào vỉa hè. Ngay lúc ấy anh vẫn tỉnh táo còn nói trong túi mình chỉ có vài đồng tiền lẻ, anh được chính người đạp xích lô kia đưa đến cấp cứu ở bệnh viện Chợ Rẫy, nghệ sĩ Vũ Linh hay tin lập tức chạy đến lo tiền để anh phẫu thuật. Hồi 15 giờ 20 phút cùng ngày, Khánh Linh qua đời do vết thương quá nặng, hưởng dương 35 tuổi[7] Tang lễ của anh được tổ chức ở Hội Nghệ Sĩ Ái Hữu Tương Tế số 133 đường Cô Bắc, thi hài anh được an táng tại nghĩa trang chùa nghệ sĩ quận Gò Vấp.

Khánh Linh mất được ít lâu thì vợ anh buộc phải đi bước nữa vì hoàn cảnh mẹ góa con côi, tuy vậy hàng năm chị vẫn tổ chức đám giỗ cho anh rất chu đáo, có rất nhiều nghệ sĩ đồng nghiệp đến tham dự để tưởng niệm anh, đó cũng là niềm an ủi cho vong hồn anh nơi chín suối.