Petty kreeg volgens manager Tony Dimitriades een hartinfarct in zijn huis in Malibu. Hij werd overgebracht naar het ziekenhuis, maar daar kon niets meer voor hem gedaan worden. De rockster overleed volgens een verklaring in het bijzijn van familieleden, vrienden en bandleden.

De rocker was eerder al doodverklaard door CBS News, dat claimde de informatie te hebben bemachtigd via de politie in Los Angeles. Dat korps liet daarop weten helemaal geen informatie te hebben over de dood van Petty. ,,De oorspronkelijke informatie is per ongeluk verstrekt aan sommige mediabronnen'', twitterde de LAPD, die excuses aanbood. Petty lag toen voor zover bekend nog aan de beademing.

De artiest kreeg in wereldfaam met zijn band The Heartbreakers, opgericht in 1976. Hij had al in de beginjaren van zijn carrière grote hits als Breakdown en American Girl. Er zouden nog verscheidene volgen. Behalve met de Heartbreakers had Petty ook succes als lid van de supergroep Traveling Wilburys, met Bob Dylan, George Harrison, Jeff Lynne en Roy Orbison. Bovendien bracht hij een aantal soloplaten uit.

Tom Petty and the Heartbreakers gaven in september nog drie concerten in Los Angeles, de laatste een week geleden. Ze speelden in een uitverkochte Hollywood Bowl. Petty kondigde in december 2016 in het blad Rolling Stone een grote tournee aan om het veertigjarig bestaan van de band te vieren, met 53 optredens in 24 staten.