دلیل مرگ وی را ایست قلبی تشخیص داده اند. به گفته بی بی سی، روز یکشنبه 18 سپتامبر بهمن گلبارنژاد در حین پایین آمدن از مسیر مسابقه از روی دوچرخه سقوط کرد. بلافاصله نیروهای امداد در محل حاضر شدند و وی را به بیمارستان منتقل کردند. با این حال پزشک اعلام کرد که وی دچار ایست قلبی شده است.
بهمن گلبارنژاد 48 ساله بود و علاوه بر مسابقات ریو در مسابقات تابستانی پارالمپیک 2012 لندن نیز شرکت کرده بود. نمایندگان کمیته بین المللی پارالمپیک درباره دلایل مرگ وی تحقیق خواهند کرد.