Príčinou jeho smrti bolo neúmyselné predávkovanie liekmi. Informovala o tom v sobotu agentúra AP s odvolaním sa vyhlásenie Pettyho príbuzných.
O výsledkoch Pettyho pitvy informovala prostredníctvom vyhlásenia zverejneného na Facebooku jeho manželka Dana, ktorá uviedla, že Petty užíval celý rad liekov na predpis, vrátane antidepresív, sedatív a liekov proti bolesti. V jeho organizme sa podľa výsledkov pitvy našli stopy opioidov fentanyl a oxykodon. Petty okrem iného trpel emfyzémom pľúc. Bezprostrednou príčinou jeho smrti bolo zlyhanie srdca.
Petty iba niekoľko dní pred smrťou ukončil koncertné turné v kalifornskom amfiteátri Hollywood Bowl. Turné sa konalo pri príležitosti 40. výročia vzniku skupiny Tom Petty and The Heartbreakers, ktorej bol frontmanom. Petty pôsobil aj v skupine Mudcrutch i ako sólový umelec. Na prelome 80. a 90. rokov bol po boku Georgea Harrisona, Roya Orbisona, Boba Dylana a Jeffa Lynna členom rockovej superskupiny The Traveling Wilburys.
Medzi najznámejšie skladby Toma Pettyho patria "American Girl", "Stop Draggin' My Heart Around", "Free Fallin'", "All or Nothing", "King's Highway", "Into the Great Wide Open", "Learning to Fly", "I Won't Back Down" či "Mary Jane's Last Dance". Skupinu Tom Petty and the Heartbreakers uviedli v roku 2002 do Rockandrollovej siene slávy. Rodák z floridského mesta Gainesville má aj hviezdu na Hollywoodskom chodníku slávy.
