In 2008 onderging Falk een heupoperatie – een ogenschijnlijk ongecompliceerde ingreep. Maar daarna, volgens zijn arts Stephen Read, verslechterden Falks cognitieve vermogens aanzienlijk. De acteur vertoonde al tekenen van dementie, maar de achteruitgang na de operatie was ernstig. Alzheimer begon zijn herinneringen, zijn helderheid van geest en uiteindelijk de rol die hem definieerde, aan te tasten. Tegen het einde herinnerde Peter Falk – Columbo zelf – zich niet meer dat hij de detective speelde die hem tot een legende had gemaakt.
Dat verlies was verwoestend voor de mensen die van hem hielden en voor fans over de hele wereld. Het idee dat een man wiens brein ooit moeiteloos door lagen van complotten, aanwijzingen en bedrog had gedanst, zich daar niets meer van kon herinneren, was bijna wreed in zijn ironie.
In juni 2011 overleed Peter Falk op 83-jarige leeftijd in zijn huis in Beverly Hills. Een longontsteking, in combinatie met complicaties van de ziekte van Alzheimer, maakte een einde aan het leven van een man die honderden miljoenen mensen had vermaakt. Vanuit alle hoeken van de filmindustrie stroomden de eerbetuigingen binnen. Steven Spielberg zei: « Ik heb in die vroege fase van mijn carrière meer over acteren van hem geleerd dan van wie dan ook. » Anderen deelden die mening: Falk was niet alleen getalenteerd, hij was ook een vernieuwer.
