결국 그는 분신이라는 극단적인 선택을 택하게 됐다.
이날 전태일은 “근로기준법을 준수하라! 우리는 기계가 아니다!” 라고 외치며 몸에 석유를 뿌리고 분신했다.
이후 병원에 실려 간 전태일은 어머니에게 “내가 못다 이룬 일을 어머니가 대신 이뤄주세요”라는 유언을 남기고 그날 세상을 떠났고, 경기도 마석의 모란공원에 매장되었다.
그의 죽음은 한국 노동운동 발전에 중요한 계기가 됐으며, 외면됐던 노동 현실에 대한 사회적 관심을 끌어 이후 노동운동 등에 큰 영향을 미쳤다.