Ngụy làm việc cho đến những ngày cuối đời. Vào tháng 9 năm 2019, ông đã tới Bắc Kinh và Thái Nguyên để chuẩn bị cho việc phóng vệ tinh quan sát trái đất có độ phân giải cao Cao Phân-10. Vào ngày 29 tháng 9 năm 2019, một lần nữa ông đi từ Thượng Hải đến Trung tâm phóng vệ tinh Thái Nguyên để tham gia vụ phóng, nhưng đột nhiên ngã bệnh vào ngày hôm sau. Ông qua đời trong bệnh viện ba ngày sau đó vào ngày 3 tháng 10, ở tuổi 81.[2][3] Vệ tinh đã được phóng thành công hai ngày sau khi ông qua đời.[4]

Sau một lần phóng thành công vệ tinh Cao Phân-12 vào ngày 28 tháng 11 năm 2019, Học viện Công nghệ Vũ trụ Thượng Hải đã tổ chức một buổi lễ trao tặng bia tưởng niệm Ngụy Chung Thuyên tại nghĩa trang liệt sĩ Trung tâm phóng vệ tinh Thái Nguyên.[5]