สมเด็จพระพุทธโฆษาจารย์ อาพาธเป็นลมแน่นหน้าอกตั้งแต่วันที่ ๕ ธันวาคม ร.ศ. ๑๒๒ พระภิกษุในวัดจัดยาถวายแต่อาการไม่ทุเลา ถึงแก่มรณภาพในวันรุ่งขึ้นเวลา ๓ โมงเข้าเศษ สิริอายุได้ ๗๑ ปี ๑๖๘ วัน พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จฯ ไปพระราชทานน้ำสรงศพ พระราชทานโกศไม้สิบสอง ชั้นแว่นฟ้า ๒ ชั้น มีพระพิธีธรรมสวดพระอภิธรรมวันละ ๘ รูป รับพระราชทานฉันเช้าเพลมีกำหนด ๓ เดือน

     วันที่ ๑๓ กุมภาพันธ์ ร.ศ. ๑๒๔ เจ้าพนักงานตั้งกระบวนเคลื่อนศพสมเด็จพระพุทธโฆษาจารย์จากวัดราชบุรณฯ มาบรรจบกับกระบวนเคลื่อนศพพระอุบาฬีคุณูปมาจารย์ (ปาน) จากวัดพระเชตุพนฯ เป็นกระบวนเดียว ปยังเมรุ ณ สุสานวัดเทพศิรินทราวาส เวลาย่ำค่ำวันต่อมาพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จฯ มาทอดผ้าบังสุกุลและพระราชทานเพลิงศพ และวันที่ ๑๕ กุมภาพันธ์ เจ้าพนักงานเก็บอัฐิ นำขึ้นเสลี่ยงแล้วอัญเชิญกลับยังพระอารามเดิม