Après avoir fait une énorme tournée en Europe dont il sort très fatigué, sans avoir obéi à son médecin qui lui avait conseillé de se reposer, il part à Tahiti pour une quinzaine de jours de vacances et de repos… Le 20 août 1980, Joe Dassin décède à l'âge de 41 ans à la suite d'un infarctus du myocarde à Papeete (Tahiti). Il déjeunait alors avec sa famille et des amis dans le restaurant Chez Michel et Éliane lorsque soudainement, à 12 h 30, il est pris d'un malaise et s'effondre sur sa chaise. La seule ambulance de Papeete est indisponible et n'arrive sur les lieux qu'environ quarante minutes après l'attaque cardiaque. Le cœur de Joe Dassin bat encore à l'hôpital mais de façon très aléatoire. Malgré un massage cardiaque et un essai de réanimation, le médecin ne peut que constater son décès.
Une plaque à sa mémoire est visible à Papeete au bar « le Rétro » sur le front de mer où il est décédé, au premier étage. Son monument funéraire se trouve à l'Hollywood Forever Cemetery, cimetière juif d'Hollywood à Los Angeles (Californie).
Trente-cinq ans après sa mort, Joe Dassin se situe en quatorzième position dans le classement des chanteurs ayant vendu le plus de disques en France, et son fils cadet Julien Dassin consacre, en octobre 2010, une comédie musicale à la mémoire de son père. En 2013, la chanteuse Hélène Ségara, après la demande de Julien Dassin, rend hommage à Joe Dassin en composant l'album Et si tu n'existais pas, album de duo virtuel reprenant ses plus grand succès. L'album a été promu disque de platine en quelques semaines seulement.
Le duo virtuel
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