مصطفی در ذی الحجه ۱۳۲۰ (اسفند ۱۲۸۱ هجری شمسی) و در پنج ماهگی روح الله، در مسیر خمین به اراک مورد حمله قرار گرفت و با اصابت چند گلوله به ناحیه کتف و کمر کشته شد و جنازه وی به نجف منتقل و درآنجا دفن شد.[۵] برخی منابع سن او را در هنگام مرگ ۴۲[۶] و برخی دیگر ۴۷[۷] در نظر گرفته اند. هویت مهاجمین به سرعت شناسایی شد. قاتل جعفر قلی خان، پسرعموی شخصی به نام بهرام خان – از حاکمین ثروتمند آن ناحیه – نام داشت. در مورد علت قتل اظهارنظر دقیق و معتبری وجود ندارد. براساس گزارشی که بعد از پیروزی انقلاب اسلامی منتشر شد، سیدمصطفی در آن دوران به دلیل اعتراضاتی که نسبت به ظلم و ستمی که به رعایا روا داشته می شد، خشم حاکمین منطقه را برانگیخته بود.[۸] البته دلیل دیگری نیز مطرح است و آن این  است که با توجه به این که سیدمصطفی خود نیز در کنار انجام امور مذهبی مربوط به مردم منطقه، یک کشاورز ساده با زندگی ای متوسط محسوب می شد، در آن زمان بر اثر یک نزاع بر سر نوبت بندی آبیاری مزارع – چنان که از این قبیل نزاع ها در آن دوران مرسوم بود – به قتل رسیده است. روایت سومی نیز وجود دارد و آن این است که سیدمصطفی، در مقام قضاوت به عنوان قاضی خمین، حکمی علیه یک نفر که در ماه رمضان در ملاءعام اقدام به روزه خواری کرده بود صادر می کند و خانوادهٔ فرد محکوم به عنوان انتقام، او را به قتل می رسانند.