Minh Thuận vào viện chữa tai biến mạch máu não và phát hiện bị ung thư phổi vào ngày 2 tháng 9 năm 2016[9]. Trước đó anh cứ cho mình là bị viêm phổi. Tối 3 tháng 9 năm 2016, anh đã rơi vào trạng thái nguy kịch. Anh đã qua đời vào lúc 8 giờ 57 phút sáng ngày 18 tháng 9 năm 2016 tại bệnh viện Phạm Ngọc Thạch, Thành phố Hồ Chí Minh. Hưởng dương 47 tuổi[10]. Lễ tang của Minh Thuận được tổ chức theo nghi thức Công giáo, với Thánh Lễ an táng tại nhà thờ Tân Dân. Sau đó anh đã được hỏa táng tại nghĩa trang Bình Hưng Hòa. Sau đó, tro cốt của Minh Thuận được mang về an nghỉ tại nhà thờ An Lạc, quận Tân Bình.[11]