محمد معین در ۹ آذر ۱۳۴۵ پس از بازگشت از ترکیه، در دفتر گروه زبان و ادبیات فارسی، سکته کرد و پنج سال آخر زندگی‌اش را در حالت اغما گذراند.
وی را جهت معالجه بیشتر در ۱۴ مرداد ۱۳۴۶ به کانادا منتقل کردند ولی چون بهبودی در وضعیت او مشاهده نشد، در ۱۵ آبان ۱۳۴۶ به ایران بازگردانده شد و در بیمارستان فیروزگر بستری شد. محمد معین در ۱۳ تیر ۱۳۵۰ در همان بیمارستان درگذشت.
در مراسم خاکسپاری محمد معین، عده‌ای بسیار معدود شرکت داشتند که با توجه به شخصیت ادبی شناخته‌شده جهانی او، رنجش بسیاری از فرهنگ‌دوستان آن زمان را برانگیخت. ابوالقاسم انجوی شیرازی در فردای روز تشییع جنازه، مقاله‌ای انتقادی با عنوان «تهران بمیر» در روزنامه اطلاعات انتشار داد. همچنین محمود عنایت در یکی از سرمقاله‌هایش نوشت: «تهران مرگ محمد معین را حس نکرد»./ ویکی‌پدیا
دکتر محمد وحیددستگردی در مجله‌ی ارمغان یادداشتی درباره‌ی دکتر محمد معین نوشت که آن را دوباره‌خوانی خواهیم کرد:
معرفی ۵ کتاب برتر با موضوع «اخلاق جنگ»
اگر وزارتخانه‌های علوم و آموزش و پرورش برنامه جامعی برای تأثیرگذاری در توسعه فرهنگ عمومی جامعه نداشته باشند، فرهنگ عمومی به افراد و رسانه‌های غیرمتخصص و سلبریتی‌ها سپرده خواهد شد.
اساساً هنر و ادبیات نیم قرن اخیر ایران مدیون چپ‌هاست.
او در آثارش نشان می‌دهد که چگونه صاحبان سرمایه و قدرت از اقشار فرودست جامعه، به مثابهٔ ابزاری استفاده می کنند که وقتی از کارآیی‌شان کاسته می‌شود، کنار گذاشته می‌شوند.
این روز به افتخار سنت جروم که انجیل را ترجمه کرد، توسط مجمع عمومی سازمان ملل متحد به عنوان روز جهانی ترجمه درنظر گرفته شد.
