No início de 2011, Hanneman contraiu uma fasciite necrosante, após ser picado por uma aranha. A doença, que é uma rara infeção no tecido subcutâneo, quase o levou à morte e fez com que perdesse parte do músculo do braço. Desde então afastou-se de alguns shows da banda para que pudesse recuperar. Em 2012, o colega de banda Tom Araya tinha anunciado a sua recuperação da doença, porém depois, em fevereiro de 2013, Hanneman demonstrou problemas de saúde contínuos, que o impediam de trabalhar nos Slayer. Hanneman morreu, a 2 de maio de 2013, perto de sua casa, em Island Empire, Califórnia. Ele estava num hospital local e sofria de insuficiência hepática. Não se sabia então se a doença de pele estava ligada à sua insuficiência hepática. Mais tarde, resultados revelam que a causa da morte se deveu a uma cirrose hepática, por causa de alcoolismo. Hanneman morreu com apenas quarenta e nove anos.