Spilotro en zijn broer Michael verdwenen op 14 juni 1986, nadat ze samen waren weggereden uit Michaels huis in Oak Park. Michaels vrouw, Anne, gaf op juni aan dat beide broers vermist waren. 16. Michaels auto, een Lincoln uit 1986, werd enkele dagen later teruggevonden op een parkeerplaats bij een motel bij de internationale luchthaven O’Hare. Op 22 juni werden hun lichamen boven op elkaar gevonden en uitgekleed tot aan hun onderbroek, begraven in een maïsveld in het Willow Slough-reservaat nabij Enos, Indiana. De pas gedraaide aarde was opgemerkt door een boer die dacht dat de overblijfselen van een buiten het seizoen gedood hert daar begraven waren door een stroper, en meldde de autoriteiten. Een autopsie die op 24 juni werd voltooid, identificeerde hun doodsoorzaak als stomp trauma en stelde vast dat ze sinds 14 juni dood waren. Ze werden geïdentificeerd aan de hand van tandheelkundige kaarten die werden geleverd door hun tandarts broer Patrick Spilotro. De twee werden op 27 juni begraven in een familiegraf op de Queen of Heaven Cemetery in Hillside, Illinois.
In januari 1986, in de nasleep van de gevangenneming van Joseph Aiuppa en John Cerone voor het skimmen van het casino in Las Vegas winst, werd een vergadering gehouden in de Czech Lodge in North Riverside, Illinois. De meeste “upper echelon” waren aanwezig, inclusief Outfit-baas Tony “Joe Batters” Accardo. Accardo had besloten om Samuel Carlisi aan te stellen als de “straatbaas” die verantwoordelijk was voor Outfit-operaties om Aiuppa te vervangen. Carlisi vertelde de groep dat Accardo aan zou blijven als consigliere en het laatste woord zou hebben, evenals Gus Alex die hoofd van de verbindingsmensen zou blijven. Hij ging toen verder met het eerste probleem: Spilotro, en hoe de zaken waren gegaan sinds hij Vegas overnam. Mobster en maffia-handhaver Rocco Infelice zei: ‘Sla hem.’ Alle anderen op de bijeenkomst waren het daarmee eens. Spilotro werd in Las Vegas vervangen door Donald “The Wizard of Odds” Angelini.
Hoewel in de oorspronkelijke rapporten stond dat de Spilotros werden geslagen en begraven in het maïsveld Enos, Indiana, getuigde gangster Nicholas Calabrese bij de “Operatie Family Secrets “in 2007 dat de broers eerst werden vermoord in een kelder in Bensenville, Illinois, waar de Spilotros geloofden dat Michael zou worden opgenomen in The Outfit, waarna hun lichamen naar het maïsveld werden vervoerd. Volgens de getuigenverklaring van de rechtbank, toen Tony de kelder binnenkwam en besefte wat er ging gebeuren, vroeg hij of hij ‘een gebed kon uitspreken’.
Er werden geen arrestaties verricht tot 25 april 2005, toen 14 leden van de Chicago Outfit (met inbegrip van de gereputeerde baas James Marcello) werden aangeklaagd voor 18 moorden, waaronder de Spilotros ‘. Onder de vermoedelijke moordenaars bevonden zich capo Albert Tocco uit Chicago Heights, Illinois, die in 1990 werd veroordeeld tot 200 jaar gevangenisstraf, nadat zijn vrouw had getuigd tegen Ze getuigde dat ze in 1986 haar man uit een maïsveld in Indiana reed, waar hij haar vertelde dat hij zojuist Spilotro had begraven.
Op 18 mei 2007 was de kroongetuige in de zaak van de regering tegen 14 Chicago-mob-figuren, Nicholas Calabrese, pleitten schuldig aan deelname aan een samenzwering met 18 moorden, waaronder de treffers op Anthony en Michael Spilotro. Onder zware bewaking gaf Calabrese toe dat hij deelnam aan het plannen of uitvoeren van 14 van de moorden, waaronder de Spilotro-moorden. Hij werd de kroongetuige tegen zijn broer, Frank Calabrese, Sr., en andere grote maffia-figuren die in het Family Secrets-proces van de regering waren aangeklaagd. man John Fecarotta, die naar verluidt ook betrokken was bij de Spilotro-moordpartijen.
In september 2007, Frank Calabrese, Sr. en vier andere mannen – Marcello, Joseph Lombardo, Paul “The Indian” Schiro en voormalig Chicago politieagent Anthony “Twan” Doyle – werden veroordeeld voor maffia-gerelateerde misdaden. Op 27 september 2007 werd Marcello schuldig bevonden door een federale jury voor de moord op beide broers Spilotro. Op 5 februari 2009 werd Marcello veroordeeld tot levenslange gevangenisstraf voor de Spilotro-moorden, en de Amerikaanse districtsrechter James Zagel, die het eens was met de presentatie van de federale aanklager Markus Funk, vond Marcello ook verantwoordelijk voor de moord op D “Andrea, ook al was de jury op dat punt vastgelopen. Op 26 maart 2009 werd Nicholas Calabrese veroordeeld tot 12 jaar en vier maanden gevangenisstraf.
In een interview in 2010 met Maxim magazine, terwijl hij de opening van de Las Vegas Mob Experience in het Tropicana Hotel promootte, Tony Spilotro ’s zoon Vincent beweerde dat het echte doelwit zijn oom Michael was, en Tony werd gedood om wraak te voorkomen.