El 21 de abril de 1937 Gramsci adquiere la plena libertad pero está ya gravísimo en el hospital: muere al alba del 27 de abril, con apenas cuarenta y seis años, de hemorragia cerebral. Según afirma un oficial de la Santa Sede, antes de morir se convirtió al catolicismo y en el lecho de muerte pidió los sacramentos.
Este oficial de la Curia Romana cita el testimonio de una monja que prestaba sus servicios en el hospital en que Gramsci murió. Al parecer -según su versión- también pidió que le trajeran una imagen del Niño Jesús y la besó conmovido.
El presidente de la Fundación Instituto Gramsci afirma que no hay ningún documento que acredite este hecho. Y Carlo Gramsci, hermano de Antonio, tiene una versión distinta a la del oficial de la Curia. Afirma que estaba presente en su muerte y relata: «Tras el último intento por parte de las monjas para que se convirtiera, reaccionó girándose hacia el muro».
Incinerado, al día siguiente se efectúan los funerales, a los cuales participan sólo el hermano Carlos y la cuñada Tatiana: Las cenizas fueron inhumadas en el Cementerio de Verano y de aquí transferidas al cementerio acatólico de Roma.