Ο Αραφάτ πέθανε στις 11 Νοεμβρίου του 2004 στο στρατιωτικό νοσοκομείο Πέρσι έξω από το Παρίσι, όπου είχε μεταφερθεί λίγες ημέρες πριν το θάνατό του. Στις αρχές Ιουλίου το τηλεοπτικό δίκτυο του Κατάρ AlJazeera δημοσίευσε τα αποτελέσματα δικής του έρευνας, η οποία έδειξε ότι ο Αραφάτ πιθανώς πέθανε από τις συνέπειες ραδιενεργού ακτινοβολίας από πολώνιο. Ο ισχυρισμός αυτός διατυπώθηκε βάσει των αποτελεσμάτων της εξέτασης των προσωπικών ειδών του Αραφάτ, που διεξήχθη από το ελβετικό Ινστιτούτο Ραδιοφυσικής στη Λοζάννη.