FBI l-a numit pe Floyd „Inamicul public nr. 1” pe 23 iulie 1934, în urma morții lui John Dillinger. Poliția locală și agenții FBI conduși de Melvin Purvis l-au împușcat pe Floyd la 22 octombrie 1934 într-un lan de porumb din East Liverpool, Ohio. Relatările diferă cu privire la cine l-a împușcat și la modul în care a fost ucis.
Floyd și Richetti plecaseră din Buffalo, New York, pe 18 octombrie, iar vehiculul lor a alunecat într-un stâlp de telefon pe o ceață densă. Nimeni nu a fost rănit, dar mașina era avariată, așa că au trimis două însoțitoare să cheme o mașină de tractare. Ei plănuiau ca femeile să-l însoțească pe șoferul camionului de remorcare în oraș și să repare vehiculul în timp ce ei așteptau pe marginea drumului.
După zorii zilei de 19 octombrie, automobilistul Joe Fryman și ginerele său David O’Hanlon au trecut pe acolo, observând doi bărbați îmbrăcați în costume care zăceau pe marginea drumului. Li s-a părut suspect și l-au informat pe șeful poliției din Wellsville, Ohio, John H. Fultz. Fultz a investigat împreună cu ofițerii Grover Potts și William Erwin. Richetti i-a văzut pe oamenii legii și a fugit în pădure, urmărit de doi ofițeri, în timp ce Fultz s-a îndreptat spre Floyd. Floyd a scos imediat arma și a tras, iar el și Fultz s-au angajat într-un schimb de focuri, în timpul căruia Fultz a fost rănit la picior și Potts a fost rănit la umărul drept, iar Floyd a fugit apoi în pădure. Ceilalți doi ofițeri au apelat la ajutorul polițistului local Chester C. Smith (14 februarie 1895 – 23 octombrie 1984), care fusese lunetist în timpul Primului Război Mondial, și l-au capturat pe Richetti. Floyd a rămas pe fugă.
Există cel puțin trei relatări ale următoarelor evenimente, una dată de FBI, una de alte persoane din zonă și una de forțele de ordine locale. Relatările sunt de acord că Floyd a făcut autostopul într-un cartier din East Liverpool pe 22 octombrie 1934, după ce a obținut ceva de mâncare la o sală de biliard deținută de prietenul său Charles Joy. El a fost reperat de echipa de oameni ai legii, moment în care s-a desprins din vehicul și a fugit spre o linie de copaci. Ofițerul Chester Smith a tras primul, lovindu-l pe Floyd în brațul drept și doborându-l la pământ. În acest punct, cele trei relatări sunt divergente; agenții FBI au revendicat toate meritele, negând că forțele de ordine locale au fost prezente la împușcături. Potrivit relatării poliției locale, Floyd și-a recăpătat echilibrul și a continuat să alerge, moment în care întreaga echipă a deschis focul, doborându-l la pământ. Floyd a murit din cauza rănilor la scurt timp după aceea.
Potrivit FBI, trei agenți FBI (Samuel K. McKee, Jr., David E. Hall și Winfred E. Hopton) conduși de Purvis și trei membri ai Departamentului de Poliție din East Liverpool (Herman H. Roth, Jr., Chester C. Smith și Glenn G. Montgomery) conduși de șeful Hugh McDermott cercetau zona la sud de Clarkson, Ohio, în două mașini. Aceștia au observat o mașină care s-a mișcat din spatele unui lanț de porumb și apoi s-a dat înapoi. Floyd a ieșit apoi din mașină și a scos un pistol de calibrul 45, iar agenții FBI au deschis focul. Se pare că Floyd a spus: „Sunt terminat. M-ați lovit de două ori.” Potrivit unei știri contemporane, Floyd s-a târât din porumb spre automobilul Dyke și apoi a schimbat direcția spre o creastă împădurită. Purvis a strigat „Halt”, dar Floyd a fugit. Puris a strigat „Foc” și Floyd a fost rănit mortal de patru gloanțe. I-au fost puse cătușe la încheieturile mâinilor. Floyd a întrebat: „Cine naiba ți-a dat pontul?”. A refuzat să răspundă la întrebările lui Purvis cu privire la masacrul din Kansas City, dar a spus: „Eu sunt Floyd… Unde este Eddie?” Crezând că a fost împușcat de două ori, a remarcat: „M-ai nimerit de două ori”. Purvis nu a dezvăluit ultimele cuvinte ale lui Floyd. Se presupune că, cu patru zile înainte, Floyd și doi complici jefuiseră o bancă cu 500 de dolari; partea lui Floyd din ultimul jaf bancar a fost de 120 de dolari.Printre efectele lui Floyd găsite asupra lui se aflau un ceas și un medalion, fiecare având zece crestături – se presupune că pentru zece persoane pe care Floyd le omorâse.
Căpitanul în retragere al poliției din East Liverpool, Chester Smith, a descris evenimentele în mod diferit într-un număr din 1979 al revistei TIME. El a fost creditat ca fiind cel care l-a împușcat primul pe Floyd și a declarat că l-a rănit în mod deliberat pe Floyd, dar nu l-a ucis. „Știam că Purvis nu-l putea lovi, așa că l-am doborât cu două focuri din pușca mea Winchester de calibrul 32”. Potrivit relatării lui Smith, Floyd a căzut și nu și-a mai revenit, iar Smith l-a dezarmat apoi. În acel moment, Purvis a venit în fugă și a ordonat: „Îndepărtați-vă de omul acela. Vreau să vorbesc cu el”. Purvis l-a interogat pe Floyd pentru scurt timp și a primit înjurături ca răspuns, așa că i-a ordonat agentului Herman Hollis să „tragă în el”. Hollis l-a împușcat atunci pe Floyd de la mică distanță cu un pistol mitralieră, omorându-l. Intervievatorul a întrebat dacă a existat o mușamalizare din partea FBI, iar Smith a răspuns: „Sigur că da, pentru că nu au vrut să se afle că a fost ucis în acest fel.”
Agentul FBI Winfred E. Hopton a contestat afirmația lui Smith într-o scrisoare adresată editorilor revistei TIME, publicată în numărul din 19 noiembrie 1979. El a declarat că a fost unul dintre cei patru agenți FBI prezenți în momentul în care Floyd a fost ucis la o fermă aflată la câteva mile de East Liverpool, Ohio. Potrivit lui Hopton, membrii departamentului de poliție din East Liverpool au sosit abia după ce Floyd fusese deja rănit mortal. De asemenea, el a afirmat că, atunci când cei patru agenți l-au confruntat pe Floyd, acesta s-a întors să tragă asupra lor, iar doi dintre cei patru l-au ucis aproape instantaneu. Potrivit relatării lui Smith, Herman Hollis l-a împușcat pe Floyd rănit la ordinul lui Purvis, dar Hopton a susținut că Hollis nici măcar nu a fost prezent. Cel puțin o altă sursă discreditează versiunea lui Smith, afirmând că, deși povestea lui Smith a primit o largă popularitate, Hollis nu se afla în livadă în acea după-amiază. profilul lui Hollis de la FBI nu menționează participarea sa la acest incident.Hopton a mai declarat că trupul lui Floyd a fost transportat înapoi la East Liverpool în propria mașină a lui Hopton.
Trupul lui Floyd a fost îmbălsămat și a fost văzut pentru scurt timp la Sturgis Funeral Home din East Liverpool, Ohio, înainte de a fi trimis mai departe în Oklahoma. Corpul său a fost expus public în Sallisaw, Oklahoma. La înmormântarea sa au participat între 20.000 și 40.000 de persoane și rămâne cea mai mare înmormântare din istoria Oklahomei. A fost înmormântat în Akins, Oklahoma.
.
