Podle londýnské nemocnice University College Hospital, kde byl Litviněnko hospitalizován, se tak stalo ve čtvrtek večer ve 22:22 SEČ.

"Dostali mě. Ale nedostanou všechny," řekl Litviněnko během svého posledního rozhovoru se svým přítelem, filmařem Andrejem Někrasovem před tím, než ztratil vědomí.

Zdravotní stav 43letého Litviněnka se během čtvrtku dramaticky zhoršil. V noci ze středy na čtvrtek prodělal srdeční zástavu a byl udržován při životě pomocí přístrojů. Nyní bude záležet na vyšetřování

Kremlin následně po úmrtí agenta sdělil, že "Litviněnkova smrt je tragédie". "Smrt člověka je pokaždé tragédie, " dodal zástupce mluvčího Kremlinu Dmitry Peškov¨. Tentokrát je na britských úřadech, aby vyšetřily, co se stalo," řekl Peškov, který se ve Finsku účastní summitu EU a Ruska.

Patřil mezi ostré kritiky prezidenta Vladimira Putina. V poslední době se zabýval okolnostmi smrti novinářky Anny Politkovské, která také neskrývala svoje kritické názory vůči Kremlu. Zastřelena byla 7. října v Moskvě.
Litviněnko onemocněl 1. listopadu poté, co se v jistém hotelu setkal se dvěma Rusy. Od minulého pátku byl na protitoxikologickém oddělení a od pondělí na jednotce intenzivní péče.

Přátelé Litviněnka obvinili Moskvu, že to ona ho nechala otrávit zatím neznámou látkou. Rusko toto obvinění odmítlo a označilo je za nesmysl.
Londýnská metropolitní policie podle agentury Reuters tento případ vyšetřuje jako nevyjasněné úmrtí. Scotland Yard již v úterý nasadil na vyšetřování otravy členy elitního protiteroristického oddělení.

Litviněnko žil od roku 2000 v exilu v Londýně. Nedávno získal britské občanství.