Reagan qua đời vì viêm phổi (do bệnh mất trí nhớ gây ra)[296] tại nhà của ông ở Bel Air, California vào trưa ngày 5 tháng 6 năm 2004.[297] Ngay sau khi ông qua đời, Nancy Reagan đưa ra thông báo nói rằng "Gia đình tôi và tôi muốn thế giới biết rằng Tổng thống Ronald Reagan đã chết sau 10 năm mang bệnh mất trí nhớ ở tuổi 93. Chúng tôi cám ơn sự cầu nguyện của mọi người."[297] Tổng thống George W. Bush tuyên bố ngày 11 tháng 6 là một ngày quốc tang.[298] Nhiều lời chia buồn khắp thế giới được gởi đến.[299] Thi thể của Reagan được đưa đến nhà tang lễ Kingsley và Gates ở Santa Monica, California vào cuối ngày hôm đó. Tại đây công chúng đến đặt vòng hoa và cờ Mỹ trên cỏ để tỏ lòng tôn kính.[300] Ngày 7 tháng 7, thi thể của ông được đưa đến Thư viện Tổng thống Ronald Reagan là nơi gia đình tổ chức một buổi lễ tang ngắn do Mục sư Michael Wenning làm chủ lễ. Thi thể ông được đặt yên nghỉ trong thư viện cho đến ngày 9 tháng 6. Trên 100.000 người đến viếng thăm linh cữu.[301]

Ngày 9 tháng 6, thi thể Reagan được đưa bằng máy bay đến Washington, D.C. và được đặt trang trọng theo nghi thức quốc tang. 104.684 người đi qua viếng linh cữu của ông.[302]

Ngày 11 tháng 6, quốc tang được tiến hành tại Nhà thờ chính tòa Quốc gia Washington, và do Tổng thống George W. Bush làm chủ tọa. Cựu thủ tướng Vương quốc Liên hiệp Anh Margaret Thatcher[303], cựu thủ tướng Canada Brian Mulroney, và cả hai tổng thống Bush đọc diễn văn ca ngợi Reagan. Dự tang lễ còn có Mikhail Gorbachev và nhiều nhà lãnh đạo trên thế giới trong đó có thủ tướng Vương quốc Liên hiệp Anh Tony Blair, thủ tướng Đức Gerhard Schröder, thủ tướng Ý Silvio Berlusconi, và các tổng thống lâm thời Hamid Karzai của Afghanistan, và Ghazi al-Yawer của Iraq.

Sau buổi lễ tang, thi thể Reagan được chở bằng máy bay trở về Thư viện Tổng thống Ronald Reagan ở California. Tại đây một buổi lễ khác được tổ chức và cựu tổng thống Reagan được chôn cất.[304] Vào lúc qua đời, Reagan là vị tổng thống Hoa Kỳ sống thọ nhất trong lịch sử Hoa Kỳ. Ông sống đến 93 năm và 120 ngày (2 năm, 8 tháng, và 23 ngày lâu hơn John Adams). Ông hiện là tổng thống sống thọ thứ tư, chỉ thua Gerald Ford, Jimmy Carter và George H. W. Bush. Ông là tổng thống Hoa Kỳ đầu tiên chết trong thế kỷ XXI, và lễ tang của ông là quốc tang đầu tiên tại Hoa Kỳ kể từ khi quốc tang tổng thống Lyndon B. Johnson năm 1973.

Nơi chôn cất của ông có khắc hàng chữ mà ông đã đọc khi khai mạc Thư viện Tổng thống Ronald Reagan: "Trong tận trái tim, tôi biết rằng con người là tốt, rằng những gì đúng dần dần sẽ luôn chiến thắng và rằng có mục tiêu và giá trị với nhau và mọi cuộc đời."[305]