هفدهم دی 1346 جهان پهلوان غلامرضا تختی در 37سالگی در هتل آتلانتیک تهران به طرز مشکوکی درگذشت.
او دو روز قبل از مرگش یعنی ۱۵دی، وصیت‌نامه‌اش را در دفترخانه اسناد رسمی شماره ۲۰۲ تحت شماره ۳۴۲۸ و با تعیین کاظم حسیبی به عنوان سرپرست فرزندش بابک که تنها ۴ماه داشت به ثبت رسانده بود. درباره دلایل مرگ او اختلاف‌نظرهای زیادی وجود دارد. براساس اخبار منتشره در روزنامه‌های اطلاعات و کیهان در ۱۸دی ۱۳۴۶ غلامرضا تختی به دلیل وجود اختلافات خانوادگی با همسرش شهلا توکلی خودکشی کرده است. از انگیزه‌های ممکن برای خودکشی، مواردی چون ناکامی‌هایش در مسابقات در پایان عمر ورزشی تختی نام برده می‌شود. با این حال عده‌یی مرگ او را مشکوک می‌دانند. این عقیده که ساواک او را به دلیل محبوبیت زیاد و وفادار نبودن به نظام وقت ایران به قتل رسانده است در بین مردم وجود داشته است. غلامرضا تختی که عضو جبهه ملی ایران نیز بود از سال ۱۳۴۲ بارها به ساواک احضار شد. اطرافیان شاه با ناکامی از نزدیک کردن او به دربار و حکومت، فشارها را بر تختی افزایش دادند. حتی در مواردی تختی از ورود به ورزشگاه‌ها منع می‌شد. او پس از دوری دو ساله از رقابت‌های ورزشی برای چهارمین بار در بازی‌های المپیک شرکت کرد و برای نخستین‌بار در این بازی‌ها مدالی کسب نکرد. ظاهرا حکومت میل داشت، تختی بدون تمرین و آمادگی جسمی و روحی در میدان حاضر شود و با شکست خوردن، محبوبیتش در میان مردم را از دست بدهد. از سوی دیگر مردم نیز خواهان شرکت او در مسابقات جهانی بودند. در چنین شرایطی تختی در سال ۱۳۴۵ هم در بازی‌های جهانی توکیو شرکت کرد و بار دیگر دست خالی به ایران بازگشت. جلال آل‌احمد درباره مرگ او چنین نوشت: «از آن همه جماعت هیچ‌کس حتی برای یک لحظه به احتمال خودکشی فکر نمی‌کرد.» عده‌ای معتقدند، تختی اگر خودکشی هم کرده باشد، مسوولیت آن با حکومت شاه است که با فشارها و تنگناهایی که برایش به وجود آورد او را به این سمت سوق داد.
