امیرانتظام صبح پنجشنبه ۲۱ تیر به علت ایست قلبی درگذشت. الهه امیرانتظام، همسرش گفته که او ساعت ۷ صبح پنجشنبه دچار تشنج شد و تیم پزشکی با حضور در منزل برای احیای وی تلاش کرد اما تلاش‌ها کارساز نبود و قبل از رسیدن به بیمارستان اختر تهران فوت کرد. 

دکتر بهروز برومند، پزشک معالج امیرانتظام در حاشیه مراسم تشییع او به ایرنا گفت: «حدود ۳۰ سال است که پزشک معالج آن مرحوم هستم و در دو سال گذشته بیش از ۲۰ بار به دلایلی همچون بیماری مزمن ریوی، فشار خون و مشکل کلیوی در بیمارستان پارس بستری شد. من که پزشک معالج امیرانتظام بودم، مسئولیت صدور گواهی فوت او را پذیرفتم و طبق قانون نیازی به کالبدشکافی پزشکی قانونی نبود.»

مراسم یابود امیرانتظام صبح امروز در منزل وی با حضور چهره‌های سیاسی و فعالان مدنی از جمله مصطفی تاجزاده، محمد ملکی، علیزاده طباطبایی، مجید فراهانی، حجت نظری، الهه کولایی، عمادالدین باقی و... برگزار شد. به گزارش ایسنا، در این مراسم که پیش‌تر قرار بود با تشییع پیکر سخنگوی دولت موقت به نوعی مراسم وداع با آن مرحوم باشد، به دلیل برخی ناهماهنگی‌ها در انتقال پیکر آن مرحوم به محل مراسم، به جلسه یادبود وی تبدیل شد که دوستداران امیرانتظام در سخنرانی‌هایی یاد وی را گرامی داشتند.