23 Eylül 1969'da İstanbul Üniversitesi'nde katıldığı Öğrenci Birliği Kongresi sırasında güvenlik güçleri tarafından Beyazıt Meydanı'nda öldürüldü.
Cinayetle ilgili olarak Lisan Çakıcı adlı bir polis memuru yargılandı ve beraat etti.
Ankara'da 25 Eylül 1969'da düzenlenen cenaze törenine 5 bin kadar öğrenci katıldı. Bir gece önce ODTÜ'de kaldığı öğrenci yurdunun bahçesinde hazırlanan katafalkta tutulan naaşı başında öğrenciler nöbet tuttu. ODTÜ Öğrenci Birliği'nin Taylan Özgür'ün ODTÜ kampüsünde gömülmesi talebi rektörlük tarafından kabul edilmedi. Bunun üzerine 25 Eylül sabahı cenazesi önce Tandoğan Meydanı'da getirildi, ardından bir kortej halinde cenaze namazı için Maltepe Camii'ne götürüldü. Yaklaşık 6 saat süren törenin ardından Cebeci Asri Mezarlığı'na gömüldü.
Gazeteci Can Ataklı, Taylan Özgür cinayetine tesadüfen tanıklık etmiş bir isim. Ataklı cinayete tanıklığını 17 Ocak 1999 tarihinde Sabah gazetesindeki köşesinde şöyle anlattı:
"Annem babamla birlikte Beyazıt tarafından Kapalıçarşı'ya gidecektik. O gün meydan çok kalabalıktı. Çünkü birkaç gün önce Milli Türk Talebe Birliği'nde yaptığı bomba elinde patlayan Mustafa Bilgi adlı sağcı öğrencinin cenazesi vardı. Bu nedenle Beyazıt meydanı çarşaflı, türbanlı kadınlar ve sakallı cüppeli erkeklerle doluydu. Biz o zamanlar Marmara sineması olan binanın girişinde durup uzaktan kalabalığa bakıyorduk. Tam o sırada önümüzde, otobüs durağında siyah renkli bir otomobil durdu. İçinden iki üç kişi fırladı. 1.5 metre kadar önümüzde yürüyen iki kişinin üzerine çullandılar. Bunlardan biri zorla otomobile bindirildi. Ama bu kişi otomobilin diğer kapısından çıktı. Arkasından biri ceketinin yakasını tuttu. Ceket ve gömlek sıyrılarak gencin üzerinden çıkarıldı. Gencin üzerinde sadece kırmızı bir atlet kaldı. Koşmaya başlayan genç, yolu ayıran demir bariyerin üzerinden tam atlayacakken, yine iki metre önümüzde duran, gri takım elbiseli biri, elinde rulo olarak tuttuğu gazeteyi bir kenara bıraktı, içinden çıkarttığı silahı kaçan kişiye yöneltti. Nişan aldı.. Mantar tabancası patlar gibi bir ses çıktı. Kaçan genç yere yığıldı, birileri koşup onu aldılar ve bir cipe bindirip götürdüler. Akşam radyo haberlerini dinliyorduk. Spiker "Bugün Beyazıt meydanında çıkan silahlı çatışmada Taylan Özgür adlı ODTÜ öğrencisini vurularak öldürüldü. Taylan Özgür'ün üzerinden iki tane tabanca çıktı" deyince donup kaldık. çünkü öldürülen Taylan Özgür'ün üzerinde silah yoktu, çatışma çıkmamıştı. sadece bir tek el ateş edilmişti. İlk kez bir öğrenci liderinin, sokak ortasında, hem de resmen öldürülmesi, Türkiye'nin yakın geleceğini etkileyecek baskı tehdit döneminin habercisiydi."
Vişne Haber Ajansı