În 1947 artistul începe să se plângă de dureri intense la gât, iar medicii îl diagnostichează cu cancer al laringelui și îl supun unei intervenții chirurgicale. Starea lui se agravează, dar în același an asistă cu mare bucurie la concertul aniversar organizat la Ateneu la împlinirea a 40 de ani de activitate. Grigoraș Dinicu a murit pe 28 martie 1949 la București și a fost înmormântat cu mare jale la Cimitirul „Pătrunjel” (redenumit apoi „Reînvierea”) din cartierul Colentina, foarte aproape de mormintele lăutarilor Sava Pădureanu, Cristache Ciolac și Costică Pompieru, în cavoul familiei, unde fuseseră înhumați bunicul și părinții săi.