Ông đã từ trần vào hồi 13 giờ 00 phút ngày 25/8/2023 tại Bệnh viện Quân y 175 (Thành phố Hồ Chí Minh) ở tuổi 87. Lễ truy điệu tổ chức vào hồi 9h ngày 29/8/2023 (tức ngày 14 tháng 7 năm Quý Mão).
Cả cuộc đời của mình, Giáo sư, Tiến sĩ Trần Hồng Quân, nguyên Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo dành rất nhiều tâm huyết cho giáo dục, với nhiều chính sách lớn do ông đưa ra đã đóng góp rất lớn, tạo sự chuyển biến đột phá đối với giáo dục nước nhà, nhất đổi mới giáo dục đại học. Sự ra đi mãi mãi của ông là mất mát to lớn với ngành giáo dục, để lại niềm tiếc thương vô hạn trong lòng người thân, bạn bè, đồng nghiệp, các thế hệ học trò.