1980. március 24-én, miközben egy barátja elhunyt édesanyjáért mutatott be gyászmisét egy kórház kis templomában, az oltárnál halálos lövés érte az érseket. A merénylő elmenekült.
Temetési szertartásán, amelyen mintegy ötvenezer ember vett részt, a gyászbeszéd alatt bomba robbant a katedrális előtti téren, majd a katonák lövöldözni kezdtek. A lövöldözésben mintegy negyven ember lelte halálát és száznál több volt a sebesültek száma.
Romero halála és a gyászszertartás alatt történt katonai erőszak óriási felháborodást keltett a nép körében. Az érsek elleni merénylet kirobbantója lett egy 11 évig tartó polgárháborúnak, mely során 75 ezren haltak meg (köztük 70 ezer civil), további 7 ezren „eltűntek”, és becslések szerint egymillió salvadori keresett más országban menedéket az erőszak elől. A hadsereg és a halálbrigádok által meggyilkoltak között volt tizennyolc katolikus pap és öt apáca – ez utóbbiak közül négyen amerikaiak voltak. Ezekben az években fordult elő, hogy helikopterről röpcédulákat szórtak ezzel a szöveggel: „Légy hazafi és ölj meg egy papot!”
Bár a gyilkos és megbízók személyére a későbbiek során, évek múlva, fény derült, de a gyilkost és a merénylet kitervelőit soha nem vonták felelősségre. Egyedül Alvaro Saravia-t a biztonsági erők egyik tisztjét mondta ki a kaliforniai bíróság 2004-ben bűnösnek. Őt kártérítésként 10 millió dollár megfizetésére kötelezték. A biztonsági erők főparancsnokát, Roberto D’Aubuisson Arrieta-t, a legfőbb felelőst, soha nem ítélték el, ő 1992-ben egy kórházi ágyon hunyt el rákbetegségben.
Ferenc pápa, aki ebben az időben maga is Latin Amerikában élt, sohasem volt a felszabadítási teológia híve, sőt bírálta azt Argentínában. Ugyanakkor pápaként mindent megtett azért, hogy szentté avassák a szegények papját, Oscar Romerot. A szegények és elnyomottak szolgálatát tekinti Ferenc pápa a katolikus egyház fő feladatának. Ezért is vette fel Szent Ferenc nevét, aki a szegények szerzetes rendjét szervezte meg a középkorban. A konzervatívok közül sokan ellenezték a katolikus egyházban Oscar Romero szentté avatását, melyre csak most, csaknem negyven évvel a gyilkosság után kerül sor Rómában. Ferenc pápa összesen hat személyt avat szentté vasárnap : köztük van egyik elődje VI. Pál pápa is. Ő volt a diplomata pápa, aki elindította a keleti nyitás politikáját, mely lényegesen megjavította a Vatikán és az akkori szocialista államok viszonyát Kelet Európában.
