30 августа Хендрикс в последний раз выступил в Великобритании на фестивале «Isle of Wight» вместе с Митчелом и Коксом. Хендрикс выразил свое недовольство фанатам из-за того, что те требовали играть старые хиты и не хотели слушать новые музыкальные идеи Хендрикса. Видеозапись этого концерта была выпущена под названием «Wild Blue Angel».
6 сентября, на его последнем выступлении на фестивале «Isle of Fehmarn», Хендрикс был встречен зрителями чрезвычайно неприветливо и вскоре покинул сцену.
Хендрикс остался в Англии и утром 18 сентября 1970 года был найден мертвым в номере отеля «Samarkand» в Лондоне.
Он провел ночь со своей, на то время, подругой, немкой Моникой Шарлотт Данеман, и умер в постели, захлебнувшись рвотными массами после приёма 9 таблеток снотворного. Данеман заметила, что с Джими происходит что-то не то, однако боялась вызвать скорую из-за находившихся повсюду в квартире наркотиков. Несколько лет спустя Данеман утверждала, что Хендрикс был ещё жив, когда его переносили в машину скорой помощи, но её комментарии по этому делу были очень противоречивыми и менялись от интервью к интервью. В фильме-биографии Хендрикса врач, дежуривший тогда на скорой, сказал, что к тому моменту, когда Джими увезли в больницу, спасти его уже было невозможно.
Джими Хендрикс был похоронен в Гринвудском Мемориальном Парке в Рентоне (штат Вашингтон), вопреки его желанию быть похороненным в Англии.
Посмертная дискография Джими Хендрикса насчитывает более 350 записей.
В мае 2010 года новостное агентство BBC News сообщило, что в лондонском доме Джими Хендрикса откроется выставка, приуроченная к 40-летию со дня его смерти. На этой выставке были продемонстрированы рукописная лирика, одежда и другие памятные вещи.