2017년 4월 17일, 동지의 SNS에 ‘감사하고 죄송합니다. 이렇게 밖에 못해서... 살자고 노력 했습니다.’라는 메시지를 남기고 4월 18일 14시 30분 경 자택에서 숨진 채 발견됐다. 다음날인 4월 18일, 금속노조와 충남지부, 갑을오토텍지회, 민주노총과 세종충남본부는 '김종중열사투쟁대책위원회'를 구성하고 김종중열사 죽음에 대한 책임자 처벌, 유족에 대한 사과와 보상, 충격을 받은 조합원에 대한 심리치료 프로그램을 회사에 공식 요구하면서 열사투쟁을 이어갔다. 또한 회사의 불법을 시정하지 않고 있는 노동부에도 책임을 물어 4월 28일, 대전 고용노동부 천안지청에 대책위의 요구안을 전달했다. 이 같은 투쟁을 통해 6월 21일 직장폐쇄를 해제하는 회사의 결정을 이끌어 냈다. 또한 대책위는 6월 9일 청와대 민정수석 면담 요구, 7월 1일과 8일 김종중열사투쟁 승리를 위한 상경집회 등의 투쟁을 통해 마침내 7월 11일 열린 49차 2016년 단체협약 갱신교섭 교섭에서 김종중열사 투쟁요구에 대한 노사 합의를 도출할 수 있었다.