Kanlıca'daki evinde geçirdiği kalp krizi nedeniyle Beykoz Devlet Hastanesi'ne kaldırılan Koç, burada yapılan müdahalenin ardından Vehbi Koç Vakfı Amerikan Hastanesi'ne götürülmüştü. Tüm çabalara rağmen duran kalbi tekrar çalıştırılamayan Koç, 56 yaşında hayata gözlerini yumdu. Amerikan Hastanesi, gösterdikleri üst düzey tıp hizmeti için Beykoz Devlet Hastanesi'ne 'kurumsal' bir teşekkür yazısı gönderdi. Vehbi Koç Vakfı Amerikan Hastanesi Genel Müdürü Dr. Erhan Bulutcu imzalı mektupta Beykoz Devlet Hastanesi'nde görev yapan ve Koç'u yeniden hayata döndürmek için çabalayan doktorlardan "Üst düzey tıp hizmeti ve profesyonel destek verdiler" şeklinde bahsedildi. Koç'un öldüğü gün kaleme alınan teşekkür mektubu Sağlık Bakanlığı ve İl Sağlık Müdürlüğü'ne de gönderildi. Mektupta "Koç Holding Yönetim Kurulu Başkanımız Sayın Mustafa V. Koç'a acil servisinizde yapılan müdahale sırasında vermiş olduğunuz üst düzey tıp hizmeti için şükranlarımızı sunar, tıbbi ekibinizin göstermiş olduğu profesyonel destek ve içten yardımlarınız için sonsuz teşekkür ederim" denildi. 
