在1274年1月，教宗额我略十世指派阿奎那参加第二次里昂会议。他的工作是调查并且研究出希腊与拉丁教会之间的差异。身体状况已经相当差的阿奎那在前往会议的旅程中停留于一座侄女的城堡中，病况开始恶化。阿奎那希望在修道院里走完人生旅程，但却无法及时抵达多明我会的教堂，最后他被带至一座熙笃会的教堂。在经历七周的病痛煎熬后，于1274年3月7日去世。

但丁在《神曲》（《炼狱篇》第20章69节）引用阿奎那的一个友人的说法，宣称阿奎那是被西西里国王查理斯一世下令毒死的。不过，历史学家Antonio Muratori重新找出了这段朋友的记载，但却没有发现任何有关阴谋论的叙述。

所有与阿奎那相识的人都对他印象深刻。他获得了教会赐予的“天使博士”（doctor angelicus）的头衔。但丁在《神曲》中将阿奎那布置在第四层天堂，与其他伟大的宗教思想家并列一堂。在1319年，天主教教会开始调查将阿奎那封圣的可能性。教宗若望二十二世在1323年6月18日于亚维农正式宣布将阿奎那封为圣人 。在1567年，教宗庇护五世将圣托马斯·阿奎那日与其他四名最伟大的拉丁神学家：安波罗修、耶柔米、圣奥古斯丁、额我略一世并列。

阿奎那的《神学大全》被教会视为最重要的著作之一，在第十九届大公会议上它还被与圣经和教谕（Decretal）并列。他在神学思想发展上的重要性只有圣奥古斯丁能够相提并论。良十三世在1879年8月4日的教宗通谕里还指出阿奎那的神学是构成天主教思想的关键著作，也因此他下令将阿奎那的著作立为天主教会的思想基础，所有的天主教学院和大学都必须教导阿奎那的理论，并且还建议教师们在谈及那些阿奎那没有明白阐述到的议题时，应该要“遵从阿奎那的思考方式，教导正确的结论”。

在1880年，阿奎那被封为所有天主教教育机构的主保圣人。在今天，一座位于那不勒斯的修道院还留有一间据传阿奎那住过的小房间，开放供游客参观。阿奎那的圣人日后来被改到了1月29日，不过许多人还是将3月7日他去世的那天视为他的圣人日。阿奎那的遗体在1369年被移至法国图卢兹的雅各宾教堂安葬，在1789年至1974年间曾被移至另一间会堂，但在1974年又被移回雅各宾教堂直到今日。