مات خالد بن الوليد رضي الله عنه في سنة 21 هـ (642 م) في مدينة حمص بسوريا، حيث توفي على فراشه بعد صراعه مع مرض، وذلك في يوم 18 من رمضان. كان يبلغ من العمر حوالي ستين عامًا حين توفي. ويقال إنه حزن كثيرًا لأنه لم يمت شهيدًا في المعركة كما كان يتمنى، وكان يرى أنه "سيف الله المسلول" الذي لم يُقتل في المعارك بسبب حكمة الله عز وجل. قبل موته، عبر خالد عن حزنه الشديد لأنه مات على فراشه وليس في سبيل الله في الجهاد، وقال كلمات خالدة تتحدث عن مشاركته في أكثر من مئة زحف ومعركة، وأنه مات كما يموت البعير، متمنيًا أن تكون الدنيا في سبيل الله كما كانت في حياته. وقد حزن الخليفة عمر بن الخطاب وغيره من المسلمين على موته بشدة. وهناك خلاف في مكان دفنه لكنه الأرجح أنه دُفن في حمص حيث توفي. إجمالًا، توفي خالد بن الوليد نتيجة مرض ألم به ولم يمت في معركة رغم أنه كان من أعظم القادة العسكريين في الإسلام ولم يُهزم في أي معركة طوال حياته.