Oya Aydoğan, 15 Mayıs 2016 tarihinde, 59 yaşında hayatını kaybetti. Ölüm nedeni, 7 Mayıs 2016’da evinde geçirdiği bir aort yırtılması sonucunda oluşan komplikasyonlardır.

Bu ciddi sağlık sorunu üzerine acil ameliyata alınmış ve yoğun bakımda bir süre tedavi görmüştü. Ancak tüm çabalara rağmen kurtarılamadı. Oya Aydoğan, Türk sinema ve televizyon dünyasının sevilen isimlerinden biri olarak tanınıyordu ve ölümü, sanat camiasında büyük bir üzüntüye yol açtı.