[[1. listopad]]u [[2006]] Litviněnko náhle onemocněl. Novinářům řekl že se ten den setkal se dvěma bývalými agenty KGB. Jeden z nich byl [[Dmitrij Kovtun]] a druhým [[Andrej Lugovoj]], bývalýkterý býval bodyguardbodyguardem ruského expremiéra [[Jegor Gajdar|Jegora Gajdara]] (i ten byl v listopadu 2006 otráven.<ref>[http://aktualne.centrum.cz/zahranici/evropa/clanek.phtml?id=297520&tro965_0_0 Lékaři: Putinův sok Gajdar byl otráven], [[Aktuálně.cz]]</ref>) Později se Litviněnko setkal též s italským akademikem [[Mario Scaramella|Mariem Scaramellou]], který mu předal informace o smrti [[Anna Politkovská|Anny Politkovské]], ruské novinářky zastřelené v říjnu 2006 v Moskvě.{{Doplňte zdroj}} Scaramella tvrdil, že se s Litviněnkem setkal proto, aby ho varoval před ruskou rozvědkou, která je oba chtěla údajně zlikvidovat.<ref>Poloniem byl otráven také italský kontakt Litviněnka, [[Lidové noviny]], 2. prosince 2006</ref> Scarammela byl v prosinci televizí Sky News označen za další oběť otravy poloniem.<ref>[http://lidovky.zpravy.cz/polonium-otravilo-dalsiho-muze-dnc-/ln_domov.asp?c=A061201_183457_ln_domov_fho Polonium otrávilo dalšího muže], lidovky.cz</ref>
[[23. listopad]]u [[2006]] Litviněnko na následky otravy zemřel.<ref name="na_otravu"/> Ve svém posledním prohlášení obvinil ze své smrti ruského prezidenta [[Vladimir Putin|Putina]].<ref>[http://lidovky.zpravy.cz/rusky-agent-zemrel-podlehl-otrave-dry-/ln_zahranici.asp?c=A061124_074155_ln_zahranici_svo Ruský agent zemřel, podlehl otravě], lidovky.cz</ref> Krátce před svou smrtí konvertoval k [[Islám|islámu]].<ref>{{Citace elektronického periodika
