توفي ليفي في 11 أبريل 1987، إثرَ سقوطِه من الطابق الثالث حيث شقته . اعتبر الطبيبُ الشرعي أنّ الرجلَ قد انتحرَ وقد وافق على فرضيّة الانتحار ثلاثة ممن اهتموا بتدوين سيرته، مشيرين أنّه في سنواته الأخيرة عانى من حالة اكتئابٍ حادّة. إيلي فيزيل، الناجي من أوشفيتز والحائز على جائزة نوبل كتب يقول : «بريمو ليفي مات في أوشفيتز، قبل أربعين عامًا» من انتحاره.
كتب ليفي عن مذكرات آن فرانك: «"تحركنا آن فرانك أكثر من الضحايا اللامحدودين الذين ظلوا مجهولين، وربما يجب أن يكون الأمر كذلك. إذا كان على المرء أن يظهر التعاطف مع كل واحد منهم، فإن الحياة ستكون غير مستدامة."»
^Renzo Frattarolo (1975), Dizionario degli scrittori italiani contemporanei pseudonimi: 1900-1975: con un repertorio delle bibliografie nazionali di opere anonime e pseudonime (بالإيطالية), Ravenna: Angelo Longo Editore, p. 172, QID:Q130597718