Spilotro og hans bror Michael forsvandt den 14. juni 1986, efter at de kørte væk sammen fra Michael “s Oak Park hjem. Michael’s kone, Anne, rapporterede begge brødre savnet i juni 16. Michael’s bil, en Lincoln fra 1986, blev inddrevet flere dage senere på en motelparkeringsplads nær O “Hare International Airport. Den 22. juni blev deres lig fundet, oven på hinanden og strippet ned til deres underhorts, begravet i en kornmark i Willow Slough-reservatet nær Enos, Indiana. Den nyomvendte jord var blevet bemærket af en landmand, der troede, at resterne af en hjort, der blev dræbt uden for sæsonen, var begravet der af en krybskytter og underrettede myndighederne. En obduktion, der blev afsluttet den 24. juni, identificerede deres dødsårsag som stump krafttraume og konstaterede, at de var døde siden 14. juni. De blev identificeret ved tandkort, der blev leveret af deres tandlæge, Patrick Spilotro. De to blev begravet på en familietomt på Queen of Heaven Cemetery i Hillside, Illinois, den 27. juni.
I januar 1986 i kølvandet på fængslingen af Joseph Aiuppa og John Cerone for at have skummet Las Vegas casino overskud blev der afholdt et møde på den tjekkiske lodge i North Riverside, Illinois. De fleste af “øverste lag” var der, inklusive Outfit-chef Tony “Joe Batters” Accardo. Accardo havde besluttet at udnævne Samuel Carlisi til “Street Boss” med ansvar for Outfit-operationer til erstatning for Aiuppa. Carlisi fortalte gruppen, at Accardo ville forblive på som consigliere og ville have det sidste ord, såvel som Gus Alex forbliver leder af forbindelsen fyre. Derefter fortsatte han med det første problem: Spilotro, og hvordan tingene var gået ned, siden han overtog Vegas. Mobster og mob håndhæver Rocco Infelice sagde: “Hit ham.” Alle andre på mødet var enige. Spilotro blev erstattet i Las Vegas af Donald “The Wizard of Odds” Angelini.
Selvom de oprindelige rapporter anførte, at Spilotros blev slået og begravet i Enos, Indiana, kornmark, vidnede gangster Nicholas Calabrese under “Operation Family Secrets “i 2007, at brødrene først blev dræbt i en kælder i Bensenville, Illinois, hvor Spilotros troede, at Michael ville blive optaget i The Outfit, derefter blev deres kroppe transporteret til kornmarken. Ifølge vidnesbyrd fra retten, da Tony kom ind i kælderen og indså, hvad der var ved at ske, spurgte han, om han kunne “sige en bøn”.
Der blev ikke foretaget nogen anholdelser indtil den 25. april 2005, hvor 14 medlemmer af Chicago Outfit (inklusive ansete chef James Marcello) blev anklaget for 18 mord, herunder Spilotros “. De mistænkte mordere omfattede kapoen Albert Tocco fra Chicago Heights, Illinois, der blev dømt til 200 års fængsel i 1990, efter at hans kone vidnede mod Hun vidnede om, at hun i 1986 kørte sin mand fra en majsmark i Indiana, hvor han fortalte hende, at han lige havde begravet Spilotro.
Den 18. maj 2007 blev stjernevidnet i regeringens sag mod 14 Chicago-pøbelfigurer, Nicholas Calabrese, erkendte sig skyldig i at have deltaget i en sammensværgelse, der omfattede 18 mord, inklusive hits på Anthony og Michael Spilotro. Under hård sikkerhed indrømmede Calabrese, at han deltog i planlægningen eller gennemførelsen af 14 af mordene, herunder Spilotro-drabene. Han blev nøglevidnet mod sin bror, Frank Calabrese, Sr., og andre store pøbelpersoner anklaget i regeringens Family Secrets Trial. Calabrese indvilligede i at vidne, efter at FBI viste ham DNA-bevis, der knyttede ham til mordet på en anden hit- mand John Fecarotta, som også angiveligt var involveret i Spilotro-dræbningerne.
I september 2007 blev Frank Calabrese, Sr. og fire andre mænd – Marcello, Joseph Lombardo, Paul “The Indian” Schiro og tidligere Chicago politibetjent Anthony “Twan” Doyle – blev dømt for mob-relaterede forbrydelser. Den 27. september 2007 blev Marcello fundet skyldig af en føderal jury i mordene på begge Spilotro-brødrene. Den 5. februar 2009 blev Marcello dømt til livsvarigt fængsel for Spilotro-mordene, og den amerikanske distriktsdommer James Zagel, der var enig i præsentationen fra den føderale anklager Markus Funk, fandt også Marcello ansvarlig for D “Andrea-mordet, selvom juryen havde fastlåst i den forbindelse. Den 26. marts 2009 blev Nicholas Calabrese idømt 12 års og fire måneders fængsel.
I et 2010-interview med Maxim-magasinet, mens han fremmede åbningen af Las Vegas Mob Experience på Tropicana Hotel, Tony Spilotro søn Vincent hævdede, at det egentlige mål var hans onkel Michael, og Tony blev dræbt for at forhindre enhver hævn.