Το νήμα της ζωής του Γεωργίου Παπανικολάου κόπηκε ξαφνικά το πρωί της 19ης Φεβρουαρίου του 1962, στο Miami της Florida, όπου είχε από τριμήνου εγκατασταθεί, για να αναλάβει την διεύθυνση ενός μεγάλου Ερευνητικού Κέντρου για τον καρκίνο.
Ο θάνατός του οφειλόταν σε οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου.
Σαν κεραυνός έπεσε η είδηση στον επιστημονικό κόσμο των ΗΠΑ και φυσικά στους συγγενείς και φίλους, προκαλώντας βαθιά συγκίνηση και οδύνη.
Η σορός του μεταφέρθηκε στη Νέα Υόρκη και η κηδεία του έγινε στον Ορθόδοξο Μητροπολιτικό ναό της Αγίας Τριάδος, στις 23/2/1962.
Στον επικήδειο λόγο που εκφώνησε ο Αρχιεπίσκοπος Βορείου και Νοτίου Αμερικής Ιάκωβος, τόνισε ότι «ο Παπανικολάου αφιέρωσε την επιστήμην αυτού εις τον άνθρωπον και υπήρξε ο σωτήρ εκατομμυρίων ανθρώπων από την μάστιγα του καρκίνου». Την εξόδιο ακολουθία παρακολούθησαν επίσης ο Γενικός πρόξενος της Ελλάδος κ. Β. Βιτσαξής, μέλη της Ελληνικής πρεσβείας, αντιπροσωπεία του ΟΗΕ, ιατροί από όλο τον Ιατρικό κόσμο της Νέας Υόρκης, αντιπροσωπείες Ιατρικών Εταιρειών και άλλοι επιστήμονες.
Ο μεγάλος Έλληνας ιατρός ετάφη στο μικρό Κοιμητήριο του Clinton, στο New Jersey.
