Er hatte gegen Leber- und Darmkrebs gekämpft seit mehreren Jahren. Sein Tod ereignete sich nach einer Phase sich verschlechternder Gesundheit und er wurde nur wenige Tage vor seinem Tod ins Krankenhaus eingeliefert.
Robins Tod war ein schwerer Verlust für die Musikwelt und für seine Familie, einschließlich seiner Brüder Barry und Maurice, die ebenfalls Mitglieder der Bee Gees waren. Die Beiträge der Gruppe zur Musik, insbesondere während der Disco-Ära, sind bis heute einflussreich und ikonisch.