Причиной смерти стало онкологическое заболевание.
«Он был абсолютно неизлечим, у него были поражены оба полушария мозга. Вчера вечером он скончался. Очень жаль. Он был честным голосом, без всякой политики. Трагично, что такие люди уходят», — сообщил Иосиф Кобзон.
22 октября 2016 года Задорнов был госпитализирован в Москве после того, как ему стало плохо во время концерта в центре культуры и искусства «Меридиан».
В ноябре 2016 года в берлинской клинике «Шарите» Задорнову провели биопсию головного мозга, после чего он проходил курс лечения в одной из частных клиник в Прибалтике.
Сам Задорнов комментировать свою болезнь отказывался, объясняя это нежеланием привлекать излишнее внимание СМИ.