في 21 مايو عام 2000 وعندما كان محمود الزعبي تحت الإقامة الجبرية في منزله قام بالانتحار بطلقة نارية حتى لا يواجه المحاكمة.
الكثيرون يشككون في أن يكون قد أقدم بنفسه على الانتحار ويقولون أن عناصر من الحكومة والمخابرات هم من قاموا بتصفيته بعد أن هدد بكشف كل صفقات الفساد مع المتورطين فيها.
ذكرت الوكالة العربية السورية للأنباء (سانا) أن محمود الزعبي انتحر بعد أن علم أن قائد الشرطة وصل إلى منزله ليسلمه إشعاراً قضائياً يطلب منه المثول أمام قاضي التحقيق للرد على تهم الفساد المتعلقة بصفقة الـ إيرباص.