Bruce Lee est enterré à côté de son fils Brandon au cimetière de Lake View à Seattle.
Le 10 mai 1973, Lee s'est effondré lors d'une séance de remplacement automatique de dialogues pour "Enter the Dragon" au studio de cinéma Golden Harvest à Hong Kong. Il avait des crises et des maux de tête, il a été immédiatement transporté à l'hôpital baptiste de Hong Kong, où les médecins ont diagnostiqué un œdème cérébral. Ils ont réussi à réduire le gonflement grâce à l'administration de mannitol. Les maux de tête et l'œdème cérébral qui se sont produits lors de sa première chute se sont reproduits le jour de sa mort.
Le vendredi 20 juillet 1973, Lee était à Hong Kong pour dîner avec l'acteur George Lazenby, avec qui il avait l'intention de faire un film. Selon Linda, la femme de Lee, Lee a rencontré le producteur Raymond Chow à 14 heures à la maison pour discuter de la réalisation du film "Game of Death". Ils ont travaillé jusqu'à 16 heures, puis sont partis ensemble chez la collègue de Lee, Betty Ting Pei, une actrice taïwanaise. Les trois ont passé en revue le scénario chez Ting, puis Chow est parti pour assister à une réunion de dîner.
Plus tard, Lee s'est plaint d'un mal de tête, et Ting lui a donné l'antalgique Equagesic, qui contenait à la fois de l'aspirine et le tranquillisant meprobamate. Vers 19h30, il est allé se coucher pour faire une sieste. Quand Lee n'est pas venu dîner, Chow est venu à l'appartement, mais il n'a pas réussi à réveiller Lee. Un médecin a été appelé et a passé dix minutes à essayer de ranimer Lee avant de l'envoyer en ambulance à l'hôpital Queen Elizabeth. Lee a été déclaré mort à son arrivée à l'âge de 32 ans.
Il n'y avait pas de blessure visible à l'extérieur; cependant, selon les rapports d'autopsie, le cerveau de Lee avait considérablement enflé, passant de 1 400 à 1 575 grammes (une augmentation de 13 %). L'autopsie a révélé la présence d'Equagesic dans son système. Le 15 octobre 2005, Chow a déclaré dans une interview que Lee était décédé d'une réaction allergique au meprobamate, l'ingrédient principal de l'Equagesic, que Chow a décrit comme un ingrédient couramment utilisé dans les analgésiques. Lorsque les médecins ont annoncé la mort de Lee, elle a été officiellement qualifiée de "mort accidentelle".
La femme de Lee, Linda, est retournée dans sa ville natale de Seattle, et elle a fait enterrer le corps de Lee au cimetière de Lake View à Seattle. Les porteurs de cercueil lors des funérailles de Lee le 25 juillet 1973 étaient Taky Kimura, Steve McQueen, James Coburn, Dan Inosanto, Peter Chin et le frère de Lee, Robert. Autour de la période de la mort de Lee, de nombreuses rumeurs ont circulé dans les médias. Le statut emblématique de Lee et sa mort prématurée ont alimenté de nombreuses rumeurs et théories sauvages. Celles-ci comprenaient un meurtre impliquant les triades et une supposée malédiction sur lui et sa famille.
Donald Teare, un scientifique médico-légal recommandé par Scotland Yard, qui avait supervisé plus de 1 000 autopsies, a été chargé de l'affaire Lee. Sa conclusion était une "mort accidentelle" due à un œdème cérébral dû à une réaction aux composés présents dans le médicament combiné Equagesic. Bien qu'il y ait eu initialement des spéculations selon lesquelles le cannabis trouvé dans l'estomac de Lee aurait pu contribuer à sa mort, Teare a déclaré qu'il serait "irresponsable et irrationnel" de dire que le cannabis aurait pu déclencher les événements du collapsus de Bruce le 10 mai ou de sa mort le 20 juillet. Le Dr R.R. Lycette, le pathologiste clinique de l'hôpital Queen Elizabeth, a déclaré lors de l'audience du coroner que la mort ne pouvait pas avoir été causée par le cannabis.
Dans une biographie de 2018, l'auteur Matthew Polly a consulté des experts médicaux et a émis l'hypothèse que l'œdème cérébral qui a tué Lee avait été provoqué par une surcharge et un coup de chaleur ; le coup de chaleur n'a pas été envisagé à l'époque car c'était une affection mal comprise à l'époque. De plus, Lee avait fait enlever ses glandes sudoripares sous les bras à la fin de 1972, apparemment parce qu'il pensait que la transpiration sous les bras n'était pas photogénique à l'écran. Polly a également émis l'hypothèse que cela avait provoqué une surchauffe du corps de Lee lors de ses exercices par temps chaud le 10 mai et le 20 juillet 1973, entraînant un coup de chaleur qui a aggravé l'œdème cérébral ayant conduit à sa mort.
Dans un article du numéro de décembre 2022 du "Clinical Kidney Journal", une équipe de chercheurs a examiné les différentes théories concernant la cause de la mort de Lee et a conclu que son œdème cérébral fatal avait été provoqué par une hyponatrémie, une concentration insuffisante de sodium dans le sang. Les auteurs ont noté qu'il existait plusieurs facteurs de risque qui prédisposaient Lee à l'hyponatrémie, notamment une consommation excessive d'eau, une insuffisance d'apport en soluté, la consommation d'alcool et l'utilisation ou la surutilisation de plusieurs médicaments qui entravent la capacité des reins à éliminer l'excès de liquides. Les symptômes de Lee avant sa mort ont également été trouvés pour correspondre étroitement à des cas connus d'hyponatrémie mortelle.