No dia 16 de maio de 2010, às 7h45 da manhã (hora local), Ronnie James Dio morre após seis meses de luta contra o câncer de estômago.

Nas palavras de sua esposa, Wendy Dio: "Hoje meu coração se despedaçou, Ronnie faleceu às 7:45 da manhã de hoje, Domingo, 16 de maio de 2010. Muitos, muitos amigos e familiares puderam estar presente para se despedir antes que ele partisse. Ronnie sabia o quanto todos o amavam. Agradecemos o amor e apoio que vocês nos deram. Por favor, nos dêem alguns dias de privacidade para lidarmos com esta terrível perda. Por favor, saibam que ele amava a todos e sua música viverá para sempre".

Dio faleceu devido a um cancer no estômago, diagnosticado em 2009. O cantor morreu aos 67 anos de idade em Houston, EUA.