Актриса скончалась 20 декабря 2009 года в возрасте 32 лет в своём доме в Лос-Анджелесе от сердечного приступа[1].

Мать актрисы обнаружила её без сознания в ванной. Прибывшие по вызову врачи «скорой помощи» констатировали остановку сердца. Все попытки реанимировать Мёрфи на месте и по дороге в клинику были неудачными. Бриттани Мёрфи была доставлена в медицинский центр «Синайские Кедры» (англ. Cedars-Sinai Medical Center), где было сделано заключение, что она умерла от сердечной недостаточности[2].

Узнав о смерти Бриттани, Эштон Катчер написал в своём блоге: «Сегодня мир потерял луч света. Мои глубочайшие соболезнования семье Бриттани, ее мужу и ее потрясающей матери Шарон... Увидимся на другой стороне, малыш». Журнал «People» цитирует слова актрисы Джессики Симпсон: «Бриттани Мерфи была как солнечный луч, а ее улыбка была просто заразительной».

Бриттани была похоронена на Голливудских холмах 24 декабря 2009 года.