Spilotro a jeho bratr Michael zmizeli 14. června 1986 poté, co společně odjeli z Michaelova domu v Oak Parku. Michaelova manželka Anne v červnu nahlásila zmizení obou bratrů 16. Michaelovo auto, Lincoln z roku 1986, bylo o několik dní později odstraněno na parkovišti v motelu poblíž mezinárodního letiště O „Hare.“ 22. června byla nalezena jejich těla, jedna na druhé a svlečená do spodních šortek, pohřbená v kukuřičném poli v hájemství Willow Slough poblíž Enosu v Indianě. Čerstvě obrácenou Zemi si všiml farmář, který si myslel, že pozůstatky jelena zabitého mimo sezónu tam pochoval pytlák a oznámené úřady. Pitva dokončená 24. června identifikovala jejich příčinu smrti jako poranění tupými silami a zjistila, že byli mrtví od 14. června. Byli identifikováni podle zubních map poskytnutých jejich bratrem zubním lékařem Patrickem Spilotrem. Ti dva byli pohřbeni na rodinném spiknutí na hřbitově Queen of Heaven v Hillside ve státě Illinois 27. června.
V lednu 1986, v důsledku uvěznění Josepha Aiuppy a Johna Ceroneho za sklizeň kasina v Las Vegas zisků, se konalo setkání v Czech Lodge v North Riverside, Illinois. Byla tam většina „horních vrstev“, včetně šéfa Outfitu Tonyho „Joe Batters“ Accarda. Accardo se rozhodl jmenovat Samuela Carlisiho jako „šéfa ulice“ odpovědného za operace Outfit, který nahradí Aiuppu. Carlisi řekl skupině, že Accardo zůstane jako consigliere a bude mít poslední slovo, stejně jako Gus Alex, který zůstane vedoucím spojovacích lidí. Poté pokračoval k prvnímu problému: Spilotro a jak se věci zhoršily od doby, kdy převzal vládu nad Vegas. Gangster a donucovací orgán Rocco Infelice řekl: „Udeřte ho.“ Všichni ostatní na schůzce souhlasili. Spilotra v Las Vegas vystřídal Donald „Čaroděj kursů“ Angelini.
Ačkoli původní zprávy uváděly, že Spilotros byl zbit a pohřben v kukuřičném poli v Enos, Indiana, gangster Nicholas Calabrese svědčil na „operaci Rodinné tajemství “v roce 2007, kdy byli bratři zabiti v suterénu Bensenville v Illinois, kde Spilotros věřil, že Michael bude uveden do Outfitu, poté byla jejich těla transportována do kukuřičného pole. Podle soudního svědectví, když Tony vstoupil do suterénu a uvědomil si, co se má brzy stát, zeptal se, zda by se mohl „pomodlit“.
Zatčen nebyl až do 25. dubna 2005, kdy bylo 14 členů Chicago Outfit (včetně údajného šéfa Jamese Marcella) byl obžalován za 18 vražd, včetně Spilotros. “Mezi podezřelé vrahy patřil kapod Albert Tocco z Chicaga Heights v Illinois, který byl v roce 1990 odsouzen k 200 letům vězení poté, co jeho manželka svědčila proti Svědčila, že v roce 1986 odvedla svého manžela z kukuřičného pole v Indianě, kde jí řekl, že právě pohřbil Spilotra.
18. května 2007 byl hvězdným svědkem vládního případu proti 14 postav davů z Chicaga, Nicholas Calabrese, se přiznalo k účasti na spiknutí, které zahrnovalo 18 vražd, včetně zásahů Anthonyho a Michaela Spilotra. Za přísného zabezpečení Calabrese připustil, že se podílel na plánování nebo provedení 14 vražd, včetně vražd Spilotro. Stal se klíčovým svědkem proti svému bratrovi Frankovi Calabreseovi st. A dalším významným davovým osobnostem obviněným z vládního procesu s rodinnými tajemstvími. Calabrese souhlasil, že bude svědčit poté, co mu FBI ukázala důkazy DNA spojující ho s vraždou kolegy zasažené muž John Fecarotta, který se údajně také podílel na zabíjení Spilotro.
V září 2007 Frank Calabrese, st. a další čtyři muži – Marcello, Joseph Lombardo, Paul „The Indian“ Schiro a bývalý Chicago policista Anthony „Twan“ Doyle – byl odsouzen za zločiny související s mafiemi. 27. září 2007 byl federální porotou uznán Marcello vinným z vraždy obou bratrů Spilotro. 5. února 2009 byl Marcello odsouzen k doživotnímu vězení za vraždy Spilotro a okresní soudce Spojených států James Zagel, který souhlasil s prezentací federálního prokurátora Markuse Funka, také shledal Marcella odpovědným za vraždu D “Andrea, přestože porota v tomto počtu uvázla na mrtvém bodě. 26. března 2009 byl Nicholas Calabrese odsouzen k 12 letům a čtyřem měsícům vězení.
V rozhovoru pro časopis Maxim z roku 2010 propagoval otevření Las Vegas Mob Experience v hotelu Tropicana Tony Spilotro „Syn Vincent tvrdil, že skutečným cílem byl jeho strýc Michael a Tony byl zabit, aby zabránil jakékoli pomstě.