2015年5月19日から鼻炎のため入院していたが、復帰することなく同年6月22日に急性心不全のために死んだ[38][1]。
同月28日に和歌山電鐵主催の神道形式による社葬が貴志駅構内で営まれ、社長の小嶋光信が弔辞を捧げ、たまに「名誉永久駅長」の称号を追贈した[39][40][41]。
たまの死後、和歌山電鐵は貴志駅に鎮座する神社の一つについて「たま神社」と命名し、2015年8月11日に社長の小嶋、仁坂吉伸(和歌山県知事)らが参列してたま神社の宮開き神事を執り行うと共に、神社にたまの銅像2体を設置した[42]。