Conclusa in anticipo, causa malattia, la conduzione del suo ultimo programma televisivo intitolato Giallo, andato in onda nell'autunno 1987 su Raidue, Enzo Tortora morì a 59 anni la mattina del 18 maggio 1988 nella sua casa di Milano, stroncato da un tumore polmonare. I funerali - cui parteciparono amici e colleghi tra i quali Marco Pannella, Enzo Biagi, Piero Angela - si tennero presso la Basilica di Sant'Ambrogio a Milano.
Dopo la cremazione, le ceneri di Enzo Tortora riposano al Cimitero Monumentale di Milano, presso la Nicchia D dell'Edicola F di Levante Superiore, zona ospitante cellette con ceneri o resti esumati di "cittadini noti e benemeriti". Tra le sue disposizioni testamentarie vi fu quella di porre le sue ceneri in una cassettina assieme a una copia del libro di Alessandro Manzoni Storia della colonna infame nell'edizione con prefazione di Leonardo Sciascia, testo che tratta di uno dei primi casi documentati di giustizia sbagliata in Italia. La cassettina, in legno, non è però tumulata in una delle cellette, bensì nella parte centrale in vetro di una particolare "colonna spezzata" marmorea, riportante inciso sulla sua parte inferiore un epitaffioopera di Sciascia stesso: «Che non sia un'illusione»; la parte superiore della colonna termina invece con un capitellocorinzio.