Spilotro och hans bror Michael försvann den 14 juni 1986, efter att de tillsammans körde bort från Michaels Oak Park-hem. Michaels fru Anne rapporterade att båda bröderna saknades i juni 16. Michaels bil, en Lincoln 1986, återhämtades flera dagar senare på en motellparkeringsplats nära O ”Hare International Airport. Den 22 juni hittades deras kroppar, varandra ovanpå varandra och avlägsnades till deras underbyxor, begravda i ett majsfält i Willow Slough-reservatet nära Enos, Indiana. Den nyomvända jorden hade märkts av en jordbrukare som trodde att resterna av en hjort som dödades under säsongen hade begravts där av en tjuvjägare och meddelade myndigheterna. En obduktion som slutfördes den 24 juni identifierade deras dödsorsak som trubbigt kraftigt trauma och konstaterade att de hade varit döda sedan 14 juni. De två begravdes på en familjetomt på Queen of Heaven Cemetery i Hillside, Illinois, den 27 juni.
I januari 1986, i kölvattnet av fängelset av Joseph Aiuppa och John Cerone för att ha skummat Las Vegas casino vinster hölls ett möte på den tjeckiska lodgen i North Riverside, Illinois. De flesta av det ”övre laget” var där, inklusive Outfit-chefen Tony ”Joe Batters” Accardo. Accardo hade beslutat att utse Samuel Carlisi till ”Street Boss” med ansvar för Outfit-verksamheten för att ersätta Aiuppa. Carlisi berättade för gruppen att Accardo skulle stanna kvar som konsigliere och skulle ha det sista ordet, liksom att Gus Alex skulle vara chef för anslutningens killar. Han fortsatte sedan med det första problemet: Spilotro, och hur saker och ting hade gått ner sedan han tog över Vegas. Mobster och mobbdrivare Rocco Infelice sa: ”Slå honom.” Alla andra vid mötet var överens. Spilotro ersattes i Las Vegas av Donald ”The Wizard of Odds” Angelini.
Även om de ursprungliga rapporterna uppgav att Spilotros blev misshandlade och begravda i Enos, Indiana, majsfält, vittnar mobster Nicholas Calabrese vid ”Operation Family Secrets ”2007 att bröderna dödades i en källare i Bensenville, Illinois, där Spilotros trodde att Michael skulle införas i The Outfit, sedan transporterades deras kroppar till majsfältet. Enligt vittnesmål från domstolen, när Tony kom in i källaren och insåg vad som skulle ske, frågade han om han kunde ”säga en bön”.
Inga arresteringar gjordes förrän den 25 april 2005, då 14 medlemmar av Chicago Outfit (inklusive känd chef James Marcello) anklagades för 18 mord, inklusive Spilotros ”. Bland de misstänkta mördarna fanns kapot Albert Tocco från Chicago Heights, Illinois, som dömdes till 200 års fängelse 1990, efter att hans fru vittnade mot Hon vittnade om att hon 1986 körde sin man från ett majsfält i Indiana där han berättade för honom att han precis hade begravt Spilotro.
Den 18 maj 2007, stjärnvittnet i regeringens mål mot 14 Chicago-mobbfigurer, Nicholas Calabrese, erkände sig skyldig till att ha deltagit i en konspiration som inkluderade 18 mord, inklusive träffarna på Anthony och Michael Spilotro. Under hård säkerhet medgav Calabrese att han deltog i planeringen eller genomförandet av 14 av morden, inklusive Spilotro-morden. Han blev nyckelvittnet mot sin bror, Frank Calabrese, Sr., och andra stora pöbelpersoner som anklagades i regeringens Family Secrets Trial. Calabrese gick med på att vittna efter att FBI visade honom DNA-bevis som länkade honom till mordet på andra hit mannen John Fecarotta, som också påstås vara inblandad i Spilotro-dräkten.
I september 2007, Frank Calabrese, Sr. och fyra andra män – Marcello, Joseph Lombardo, Paul ”The Indian” Schiro och före detta Chicago polis Anthony ”Twan” Doyle – dömdes för mobbrelaterade brott. Den 27 september 2007 fanns Marcello skyldig av en federal jury i morden på båda Spilotro-bröderna. Den 5 februari 2009 dömdes Marcello till livstids fängelse för Spilotro-morden, och USA: s distriktsdomare James Zagel, som gick med på den presentation som gjordes av den federala åklagaren Markus Funk, fann också att Marcello var ansvarig för D ”Andrea-mordet även om juryn hade blockerat den räkningen. Den 26 mars 2009 dömdes Nicholas Calabrese till 12 års och fyra månaders fängelse.
I en intervju 2010 med tidningen Maxim, samtidigt som han främjade öppningen av Las Vegas Mob Experience på Tropicana Hotel, Tony Spilotro son Vincent hävdade att det verkliga målet var hans farbror Michael, och Tony dödades för att förhindra hämnd.