Sulejmani zginął 3 stycznia 2020 wskutek amerykańskiego ataku z powietrza na lotnisku w Bagdadzie. Atak miał miejsce podczas narastającego politycznego napięcia między USA a Iranem oraz protestów społecznych w Iraku. Wraz z irańskim generałem zginęło 8 innych osób, w tym Abu Mahdi al-Muhandis, reprezentujący szyickie siły paramilitarne, przez wiele lat współtworzone przez Solejmaniego – Siły Mobilizacji Ludowej.
Działania USA zostały skrytykowane przez władze Syrii, Iraku i Rosji, a także przez Hezbollah. Poparcie dla USA ogłosił natomiast Izrael, gdzie jednocześnie ogłoszono alarm z obawy przed możliwym odwetem. NATO ogłosiło zaś, że będzie „śledzić sytuację”.
Po śmierci Solejmaniego i al-Muhandisa, została ogłoszona trzydniowa żałoba narodowa w Iranie i Iraku. 5 stycznia 2020 rozpoczęły się uroczystości żałobne generała w mieście Ahwaz. 8 stycznia 2020 został pochowany w rodzinnym mieście Kerman.
W czerwcu 2020 r. Islamska Republika Iranu poinformowała o skazaniu na śmierć Mahmuda Musawiego Madżda, uznanego za winnego szpiegostwa na rzecz Mosadu i CIA i przekazania informacji umożliwiających przeprowadzenie zamachu na Ghasema Solejmaniego.
Odznaczenia Order Zwycięstwa I klasy Order Zwycięstwa II klasy Order Zwycięstwa III klasy Order Zulfaghara – w 2019 roku odznaczony z rąk Alego Chameneiego