Մարտիրոսյանը մահացել է «Նաիրի» բժշկական կենտրոնում՝ սրտի անբավարարությունից։
Նա հիվանդանոց է տեղափոխվել դեկտեմբերի 15-ի, ժամը 16:20-ին սուր, սիրտ-անոթային և շնչառական անբավարարությամբ, ծայրահեղ ծանր վիճակում:
Բժիշկները նրան տեղափոխել են վերակենդանացման բաժանմունք և ժամեր շարունակ պայքարել են կյանքը փրկելու համար, սակայն երգչի սիրտը կանգ է առել։ 45 րոպե շարունակ նրան փորձել են կյանքի բերել էլեկտրաշոկի միջոցով, սակայն ապարդյուն:
Մարտիրոսյանի մահն անակնկալ էր բոլոր նրանց համար, ովքեր ճանաչում էին նրան։ Նա տաղանդավոր կատարող էր և շնորհալի արտիստ:
Արա Մարտիրոսյանի ընտանիքը, հարազատներն ու երկրպագուները իրենց անկեղծ ցավակցությունն են հայտնելիս նշում են, որ նրա աշխատանքները կապրեն հազարավոր մարդկանց սրտերում։
Մարտիրոսյանի մահը հիշեցում է կյանքի փխրունության և առողջության կարևորության մասին։ Նա կմնա մեր հիշողության մեջ որպես պայծառ աստղ, որի լույսը կփայլի իր երկրպագուների և գործընկերների սրտերում։