5月17日劉存住進醫院,情況稍微好轉後,他就要求出院,出院後回到自己老家住了一個多月。6月23日,劉存再次住進陽穀人民醫院,住進醫院的第二天他就開始昏迷,除了還有急促的呼吸,他沒有任何意識。一直照顧劉存的蔣名揚說,這兩天劉存的呼吸越來越微弱,到了27日晚上,劉存的呼吸更加微弱了,當時劉存還輸著兩瓶液體,晚上8點半左右,連續昏迷了兩天的劉存停止了呼吸。“劉存走的時候很平靜,沒有掙扎,也沒有痛苦。”劉存的主治醫師楊金旗說,劉存是因為癌症晚期器官衰竭導致死亡。
壽張敬老院院長賈秀蘭說,接到劉存辭世的訊息後,她給劉存買了最好的壽衣,趕到醫院為他穿上。因為劉存沒有親近的人,村裡有幾個跟劉存玩得比較好的朋友,賈秀蘭通知了他們。
28日上午10點左右,山東大學遺體捐獻接收中心的人開車趕到陽穀縣人民醫院,接收劉存的遺體。遺體被送上車前,陽穀縣相關領導及陽穀縣民政局、衛生局、紅十字會的相關負責人為他送別並獻上鮮花。在場的民眾都滿懷敬意地向劉存的遺體深深鞠躬,劉存的好友和敬老院的院民在一旁悄悄地抹眼淚。