Vào ngày 25 tháng 5 năm 1926, lúc 14:12 giờ cạnh hiệu sách Gibert, Petliura đang đi bộ trên Rue Racine gần Đại lộ Saint-Michel của Khu phố Latinh ở Paris và bị Sholom Schwartzbard tiếp cận. Schwartzbard hỏi ông bằng tiếng Ukraina, "Ông có phải là Ngài Petliura không?" Petliura không trả lời mà giơ cây gậy chống lên.[9][10] Schwartzbard rút súng, tuyên bố và bắn ông năm lần. Trốn tránh một đám đông đang cố gắng trả thù cho Petliura, Schwartzbard đầu thú với cảnh sát với một mảnh giấy ghi: "Tôi đã giết Petliura để trả thù cho cái chết của hàng nghìn nạn nhân pogrom ở Ukraina, những người đã bị quân của Petliura tàn sát còn ông không thực hiện bất kỳ bước đi nào để ngăn chặn những vụ thảm sát này.” Cơ quan Điện báo Do Thái tường thuật vào ngày 27 tháng 5 năm 1926 rằng "các băng đảng pogrom" của Petliura chịu trách nhiệm giết hàng chục nghìn người Do Thái.[11][12][không khớp với nguồn]

Schwartzbard là một người theo chủ nghĩa vô chính phủ gốc Do Thái, sinh ra tại Ukraina. Có thông tin cho rằng Schwartzbard đã nói với nhà lãnh đạo vô chính phủ nổi tiếng Nestor Makhno tại Paris rằng anh ta bị bệnh nan y và sắp chết và anh ta sẽ đưa Petliura đi cùng; Makhno cấm Schwartzbard làm như vậy.[13]

Lời bào chữa cốt lõi tại phiên tòa xét xử Schwartzbard là - theo như luật gia nổi tiếng Henri Torres đã trình bày - rằng anh ta đang báo thù cho cái chết của hơn 50.000 nạn nhân Do Thái của các cuộc tàn sát, trong khi bên công tố (cả hình sự và dân sự) cố gắng chứng minh rằng Petliura không chịu trách nhiệm về các cuộc tàn sát và Schwartzbard là một đặc vụ của Liên Xô. Sau một phiên tòa kéo dài tám ngày, bồi thẩm đoàn đã tuyên trắng án cho Schwartzbard.[14][cần số trang][15]

Petliura được chôn cất cùng vợ và con gái tại Cimetière du Montparnasse ở Paris.

Hai chị gái của Petliura là các nữ tu Chính thống giáo vẫn ở lại Poltava, họ đã bị NKVD (cảnh sát mật của Liên Xô) bắt và xử bắn vào năm 1928.