King bị ám sát vào chiều tối hôm sau, ngày 4 tháng 4 năm 1968, vào lúc 6 giờ 01 phút, khi ông đang đứng trên ban công của khách sạn Lorraine tại Memphis, Tennessee, sắp sửa rời khách sạn để dẫn đầu một cuộc tuần hành ủng hộ liên đoàn công nhân vệ sinh của người da đen tại Memphis. Vài người bạn đang ở bên trong, nghe tiếng súng vội chạy ra ban công để thấy King đã bị bắn vào hàm.[42][43] Jesse Jackson, có mặt vào lúc ấy, thuật lại rằng, King nói lời sau cùng với Ben Branch, một nhạc sĩ được sắp xếp trình diễn trong đêm ấy: "Này Ben, hãy hứa với tôi là đêm nay anh sẽ chơi bài Take My Hand, Precious Lord, và phải chơi thật hay." [44]

Sau cuộc giải phẫu, Bệnh viện St. Joseph tuyên bố King từ trần lúc 7giờ 5 phút tối cùng ngày. Ngay sau khi King bị ám sát đã bùng nổ những cuộc bạo động lan rộng trên hơn 100 thành phố trên khắp nước Mỹ.[45]

Ngày 7 tháng 4, Tổng thống Johnson công bố một ngày quốc tang để bày tỏ sự tiếc thương cho cái chết của nhà lãnh đạo phong trào dân quyền.[46] Ba trăm ngàn người đã tìm đến để tham dự tang lễ của ông[47].

Theo yêu cầu của bà King, bài thuyết giáo cuối cùng của King tại Nhà thờ Baptist Ebenezer vào ngày 4 tháng 1 năm 1968 được phát lại trong lễ tang.[48] Trong đó, King yêu cầu đừng nhắc đến các giải thưởng mà ông được trao, nhưng hãy nói với mọi người rằng ông đã nỗ lực "cho người đói ăn", "mặc áo cho người trần truồng",[49] "hành xử đúng đắn trong vấn đề chiến tranh Việt Nam", cũng như "yêu thương và phục vụ nhân loại".[50] Bạn thân của King, Mahalia Jackson thể hiện ca khúc ông yêu thích "Take My Hand, Precious Lord".[51]

Theo người viết tiểu sử King, Taylor Branch, cuộc giải phẫu tử thi cho thấy dù chỉ mới ba mươi chín tuổi, quả tim của King đã già cỗi như của người sáu mươi, một chứng cứ về mười ba năm căng thẳng trong cuộc đời của người đã cung hiến mình cho cuộc đấu tranh giành quyền bình đẳng cho các sắc dân thiểu số ở nước Mỹ.[52]

Hai tháng sau, James Earl Ray bị bắt tại Phi trường Heathrow Luân Đôn khi đang tìm cách ra khỏi nước Anh với hộ chiếu giả.[53] Ray bị giải giao về Tennessee, và bị kết án ám sát King. Ngày 10 tháng 3 năm 1969, Ray nhận tội, nhưng ba ngày sau lại phản cung.[54] Theo lời khuyên của luật sư, Ray nhận tội nhằm tránh án tử hình, và lãnh án 99 năm tù.[54][55] Ngày 10 tháng 6 năm 1977, một thời gian ngắn sau khi làm chứng trước Ủy ban Hạ viện về các vụ ám sát, Ray cho biết mình không bắn King, Ray và 6 tù nhân khác trốn khỏi Nhà tù Tiểu bang Núi Brushy, Tennessee. Song, ngày 13 tháng 6, họ bị bắt và bị đem trở lại nhà tù.[56]