مرگ ملاعمر در ۶ مرداد ۱۳۹۴ (۲۰۱۵) فاش شد و گفته شد که او دو سال پیش از آن درگذشته است؛ در حالی که در این دو سال در روزهای عید فطر و عید قربان همچنان پیام‌هایی از طرف او منتشر می‌شد.

براساس گزارش شبکه خبری بی بی سی، منابع طالبان هیچ‌گاه جزئیات درگذشت بنیان‌گذار خود را تایید نکردند و در اعلامیه تازه نیز محل درگذشت او ذکر نشده است.

انتشار خبر درگذشت ملاعمر که گفته می‌شد در زندانی در کراچی پاکستان رخ داده است، خبرساز شده بود.
فاش شدن مرگ مشکوک ملا عمر در 2015 موجب شد مذاکرات مستقیم نمایندگان دولت افغانستان و گروه طالبان که در پاکستان در جریان بود، به هم بخورد.

همچنین مرگ او سبب شایعات گسترده در مورد ساختار رهبری و عملیاتی طالبان شد و حتی استعفای طیب آقا، رئیس دفتر سیاسی طالبان در قطر را در پی داشت که در زمان حاکمیت این گروه در دهه ۱۹۹۰ به عنوان منشی و فرد نزدیک با ملاعمر شناخته می‌شد.

ملا محمدعمر در زمان رهبری طالبان چهره مرموزی بود که عکسی از او دیده نشده بود و پس از سرنگونی این گروه در حمله آمریکا در اکتبر سال ۲۰۰۱ ناپدید شد. محل اختفای ملاعمر هیچ گاه روشن نشده است.

او خود را "امیرالمومنین" و حکومتش را "امارت اسلامی طالبان" در دهه ۱۹۹۰ در افغانستان اعلام کرده بود.

برخی از بنیادگرایان شناخته شده مانند اسامه بن‌لادن رهبر سابق و ایمن الظواهری، رهبر کنونی شبکه القاعده نیز با او "بیعت" کرده بودند.