Những báo cáo đầu tiên về việc điều trị của Arafat do các bác sĩ của ông đưa ra về cái mà người phát ngôn của ông gọi là "bệnh cúm" xuất hiện ngày 25 tháng 10 năm 2004, sau khi ông bị nôn mửa trong một cuộc gặp. Các điều kiện sức khoẻ của ông tiếp tục kém đi trong những ngày sau đó.[102] Sau những chuyến thăm bệnh của các bác sĩ khác, gồm cả các đội y tế từ Tunisia, Jordan, và Ai Cập —một thoả thuận của Israel không ngăn cản việc quay trở lại của ông- Arafat đã được đưa lên một chiếc máy bay của chính phủ Pháp tới bệnh viện quân sự Percy tại Clamart, một vùng phụ cận của Paris.[103] Thông báo chính thức về cái chết của ông không xác định được nguyên nhân cái chết, chỉ nói rằng ông có một sự "rối loạn máu bất thường".[104] Ngày 3 tháng 11, ông dần rơi vào tình trạng hôn mê sâu. Trong những ngày sau đó, sức khoẻ của Arafat là chủ đề của một số lời bàn tán, với nghi vấn rằng ông bị đầu độc hay AIDS.[105] Nhiều nguồn tin dự đoán rằng Arafat bị hôn mê, trong một "tình trạng thực vật" hay chết, tuy nhiên, chính quyền Palestine và bác sĩ người Jordan của Arafat bác bỏ các báo cáo rằng Arafat đã chết não và đang phải được hỗ trợ sự sống.[106]

Một cuộc tranh cãi nổ ra giữa các quan chức của PNA và Suha Arafat khi các quan chức từ PNA tới Pháp để thăm Arafat. Suha đã tuyên bố "Họ đang tìm cách chôn sống Abu Ammar [Arafat]".[107] Luật của Pháp cấm các bác sĩ thảo luận điều kiện của các bệnh nhân của mình với bất kỳ ai với một ngoại lệ, trong trường hợp có tiên lượng nghiêm trọng, có thể thực hiện với họ hàng gần.[108] Theo đó, mọi thông tin liên quan tới sức khoẻ của Arafat phải được vợ ông cho phép. Các quan chức Palestine đã thể hiện sự lấy làm tiếc rằng các thông tin về Yasser Arafat đã bị bà "lọc" trước.[109]

Ngày hôm sau, lãnh đạo nhóm bác sĩ Christian Estripeau thuộc bệnh viện Percy đã thông báo rằng điều kiện sức khoẻ của Arafat đã tồi tệ thêm, và rằng ông đã rơi vào một cơn hôn mê sâu.[110] Sheikh Taissir Tamimi, người lãnh đạo toà án Hồi giáo của các lãnh thổ Palestine - người có một vị trí bên cạnh giường bệnh của Arafat— đã tới thăm Arafat và tuyên bố rằng không nên đặt câu hỏi về việc ngắt ông khỏi các phương tiện hỗ trợ sự sống, theo ông, một hành động như vậy bị cấm trong Đạo Hồi.[79]

Arafat được thông báo qua đời lúc 3:30 sáng UTC ngày 11 tháng 11 ở độ tuổi 75. Nguyên nhân chính xác tình trạng sức khoẻ kém của ông không được biết. Tamimi đã miêu tả nó là "một cảnh rất đáng thương."[79] Khi cái chết của Arafat được thông báo, người dân Palestien rơi vào tình trạng tang tóc, với những lời cầu nguyện kinh Qur'an phát ra từ những loa phóng thanh của các thánh đường Hồi giáo và những lốp xe bị đốt trên phố. Một thông cáo tại Socialist World nói: "Nhiều người Palestine sẽ coi cái chết của Yasser Arafat với sự pha trộn giữa tiếc thương và mong muốn rằng Chính quyền Palestine mà ông lãnh đạo, sẽ làm việc nhiều nữa để chấm dứt sự đói nghèo và áp bức đang đè nặng lên cuộc đời của họ".[111]

Tờ Con Vịt Buộc đã thông báo về những cái gọi là rò rỉ tin tức bởi những nguồn tin y tế không nêu tên tại bệnh viện Percy người đã có cơ hội tiếp cận với Arafat và hồ sơ y tế của ông. Theo tờ báo, các bác sĩ tại bệnh viện Percy đã nghi ngờ, từ khi Arafat được đưa tới nơi, về những thương tổn nghiêm trọng với gan dẫn tới sự thay đổi trong thành phần máu; vì thế Arafat đã được đặt nằm trong khoa huyết học. Bệnh bạch cầu đã "bị loại bỏ hoàn toàn". Theo cùng nguồn tin, lý do tại sao sự chẩn đoán bệnh gan mãn tính này không thể được công khai là bởi, trong tâm trí của mọi người, bệnh gan nói chung liên quan tới những hậu quả của việc lạm dụng rượu. Thậm chí chẩn đoán không phải là một chứng bệnh gan do rượu và Arafat không từng được biết có uống rượu, có những lời đồn kiểu như vậy. Nguồn tin giải thích rằng các điều kiện sống của Arafat không giúp cải thiện được nhiều tình hình này. Vì thế, theo nguồn tin, những nguyên nhân có thể của căn bệnh có thể do nhiều yếu tố; sự hôn mê của Arafat là hậu quả của tình trạng trầm trọng thêm của bệnh gan. Tờ báo Pháp Le Monde đã trích dẫn các bác sĩ nói rằng ông bị "một căn bệnh máu hiếm gặp và vấn đề về gan".[112]

Sau cái chết của Arafat, Bộ Quốc phòng Pháp nói rằng hồ sơ y khoa của Arafat sẽ chỉ được trao cho người họ hàng gần nhất của ông. Mọi người quyết định rằng người cháu của Arafat và cũng là đại diện của PNA tại Liên hiệp quốc, Nasser al-Qudwa, là một người họ hàng đủ thân cận, vì thế sẽ làm việc quanh sự im lặng của Suha Arafat về tình trạng bệnh tật của chồng bà. Nasser al-Qudwa đã được Bộ Quốc phòng Pháp trao một bản copy hồ sơ y tế của Arafat dày 558 trang.[113]

Những đồn thổi về nguyên nhân cái chết

Bassam Abu Sharif, cựu cố vấn của Arafat, tuyên bố rằng Mossad đã đầu độc Arafat qua các loại thuốc của ông.[114] Một "bác sĩ cao cấp của Israel" tuyên bố trong một bài báo trên tờ Haaretz rằng đó là "một trường hợp cổ điển về đầu độc thực phẩm", có lẽ gây ra bởi một bữa ăn đã được dùng khoảng bốn giờ trước khi ông bị ốm và có thể chứa một loại chất độc như ricin, chứ không phải kiểu đầu độc vi khuẩn tiêu chuẩn. Tuy nhiên, cùng trong tuần khi tờ Haaretz phát hành bài báo trên, The New York Times công bố một báo cáo riêng biệt, cũng dựa trên việc tiếp cận hồ sơ y tế của Arafat, cho rằng không có vẻ Arafat bị đầu độc bằng thực phẩm.[115][116] Cả hai bài báo đều còn nói tiếp rằng nguyên nhân cái chết có thể là một sự nhiễm trùng có nguồn gốc tự nhiên chưa được biết. Tuy nhiên, những lời đồn đại về việc Arafat bị đầu độc vẫn thường xuất hiện trên thế giới, và đặc biệt trong dân chúng Ả Rập. Al-Kurdi đã lấy làm tiếc trước sự thực rằng người vợ goá của Arafat là Suha đã từ chối một cuộc xét nghiệm pháp y, vốn có thể trả lời cho nhiều câu hỏi liên quan tới nguyên nhân cái chết.[117][118] Năm 2005, al-Kurdi đã kêu gọi việc thành lập một uỷ ban độc lập để tiến hành những cuộc điều tra liên quan tới cái chết gây nghi vấn của Arafat, nói, "bất kỳ một bác sĩ nào sẽ nói với bạn rằng có những triệu chứng của việc đầu độc".[117][119]

John Loftus đã thông báo trên ABC radio rằng Araft chết vì bệnh AIDS. Theo Loftus, CIA đã biết về điều kiện sức khoẻ của ông, và thuyết phục Israel không ám sát ông và chờ đợi tới cái chết không thể tránh khỏi vì bệnh tật, bởi sự tiết lộ sau đó về cái được cho là tình trạng đồng tính của ông sẽ làm ông mất uy tín.[120]

Tháng 9 năm 2005, tờ báo Israel Haaretz đã thông báo rằng các chuyên gia của Pháp không thể xác định nguyên nhân cái chết của Arafat. Tờ báo trích dẫn một chuyên gia AIDS của Israel người tuyên bố rằng Arafat có mọi triệu chứng của bệnh AIDS, một giả thuyết sau này đã bị tờ The New York Times bác bỏ.[115] Ashraf al-Kurdi, một bác sĩ riêng Arafat trong hai mươi năm người cũng từng điều trị cho các Vua Hashemite của Jordan, sau này đã tuyên bố rằng không điều gì trong hồ sơ y tế của Arafat đề cập tới sự tồn tại của một sự nhiễm trùng như vậy.[117]

Điều tra nguyên nhân cái chết

Sau vụ điệp viên KGB Aleksandr Valterovich Litvinenko bị ám sát bằng đầu độc phóng xạ có triệu chứng giống hệt. Yasser Arafat cũng được cho là bị đầu độc bởi Polonium. Bằng chứng cho rằng ông bị đầu độc bằng Polonium được đưa ra tám năm sau (2012). Người ta đã khai quật mộ ông lên và lấy mẫu kiểm tra. Các nhà khoa học Thụy Sĩ đã kết luận rằng nồng độ Polonium trong cơ thể nhà lãnh đạo Palestine cao bất thường. Israel bị nghi ngờ là đã gây ra vụ đầu độc này.[121][122]