В день голосования — 23 сентября 2020 года — Агаев умер от осложнений, вызванных коронавирусом. Перед смертью депутат находился в коме, сообщало РИА Новости со ссылкой на депутата Алексея Гаврилова.
Заместитель председателя фракции КПРФ в Госдуме Николай Коломейцев подтвердил, что 23 сентября Агаев умер в больнице с диагностированным COVID-19. «Он долго лежал в больнице, ему четыре операции сделали.