Arafat 75 éves korában, 2004. november 11-én hunyt el egy Párizs melletti katonai kórházban. Özvegye engedélyével tavaly kihatolták és mintákat vettek a tetemből, s ezeket svájci, francia és orosz szakértők vizsgálták meg. A francia szakértők kizárták a mérgezés lehetőségét és a természetes halált valószínűsítik. Sem az ügyben eljáró nanterrei-i ügyészség, sem Szúha Arafat, a Palesztin Hatóság egykori elnökének özvegye egyelőre nem kívánta kommentálni a vizsgálat eredményét.

Arafat halálának ügyében a nyomozást a nanterre-i ügyészségen azután rendelték el, hogy az özvegy 2012 júliusában feljelentést tett ismeretlen személy ellen gyilkosság miatt. A vizsgálatot azután indították meg, hogy erősen sugárzó polóniumot találtak a volt palesztin vezető személyes tárgyain, ami miatt felmerült a mérgezés gyanúja. Az üggyel megbízott vizsgálóbírók 2012 novemberben elrendelték Arafat földi maradványainak kihantolását Rámalláhban, hogy a halála ügyében folyó vizsgálathoz mintákat vegyenek belőlük. Mintegy hatvan mintát vettek a maradványokból, majd azokat a felkért svájci, francia és orosz szakértők között elosztották. A vizsgálatot szigorú titoktartás mellett, egymástól függetlenül, külön-külön végezték, s ellentmondásos eredményre jutottak.

A lausanne-i egyetemi kórház sugárfizikai intézetének (CHUV) szakértői októberben azt közölték: sem megerősíteni, sem kizárni nem lehet, hogy Arafat polóniummérgezés áldozata lett. Az ólom és a polónium arányát viszont abnormálisan nagynak találták, úgy vélve, nem lehet véletlen, hogy a földi maradványokban nagy mennyiségben találtak ilyen mérgező hasadóanyagot. Az orosz szakértők ugyanakkor kizárták, hogy az egykori palesztin vezetőt megmérgezték volna polóniummal. A Szövetségi Orvosbiológai Ügynökség (FMBA) vezetője, Vlagyimir Ujba azt mondta, hogy az orosz szakértők alapos vizsgálatuk ellenére sem találták a kapott mintákban 210-es polónium nyomát.

A svájci eredmények közzététele után a Palesztin Hatóság tisztségviselői nemzetközi vizsgálatot követeltek annak megállapítására, mi okozta valójában a palesztin vezető halálát, és ki állt az állítólagos mérgezés mögött. Arafat 2004 októberében lett súlyos beteg Rámalláhban: hasi fájdalmakra panaszkodott, de láza nem volt. Onnan szállították egy Párizs melletti katonai kórházba, ahol meghalt. A francia orvosok tiszteletben tartották a család kérését, így nem hoztak nyilvánosságra részleteket Arafat állapotáról, és nem is boncolták fel.