วันที่ 21 ก.พ.65 ที่วัดเทพศิรินทราวาส กรุงเทพฯ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานน้ำหลวงอาบศพ นายเศรษฐา ศิระฉายา ศิลปินแห่งชาติ สาขาศิลปะการแสดง (ดนตรีไทยสากล-ขับร้อง) พุทธศักราช 2554 ที่ได้จากไปอย่างสงบ เมื่อเวลา 04.41 น.ที่โรงพยาบาลจุฬาภรณ์ ด้วยโรคมะเร็งปอด สิริรวมอายุ 77 ปี โดยมีพล.อ.ดาว์พงษ์ รัตนสุวรรณ องคมนตรี เป็นประธานในพิธี ที่ศาลา 1 วัดเทพศิรินทราวาส ในการนี้พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานหีบลายก้านแย่ง เป็นเครื่องเกียรติยศประกอบศพ และโปรดเกล้าฯ ให้ พล.อ.ท.ภักดี แสงชูโต ผู้ช่วยราชเลขานุการในพระองค์ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว อัญเชิญพวงมาลาของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว,สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง,สมเด็จพระนางเจ้าสุทิดาฯ พระบรมราชินี,สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี,สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าพัชรกิติยาภาฯ,สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าสิริวัณณวรี นารีรัตนราชกัญญา ,สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าทีปังกรรัศมีโชติฯ และเจ้าคุณพระสินีนาฏ พิลาสกัลยาณี มาวางที่หน้าหีบศพ    นอกจากนี้ สมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอฯ กรมพระศรีสวางควัฒน วรขัตติยราชนารี โปรดเกล้าฯ ให้นายเปี่ยมศักดิ์ มิลินทจินดา เป็นผู้แทนพระองค์อัญเชิญพวงมาลามาวางที่หน้าหีบศพ และพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าโสมสวลี กรมหมื่นสุทธนารีนาถ โปรดเกล้าฯ ให้พล.ต.นิตอนันต์ จิตต์โสภา เป็นผู้แทนพระองค์อัญเชิญพวงมาลาวางหน้าหีบศพ สำหรับบรรยากาศพิธีรดน้ำศพนายเศรษฐา ศิระฉายา เป็นไปด้วยความโศกเศร้าและอาลัยอย่างสุดซึ้ง ซึ่งนอกจาก สมาชิกครอบครัว บุคคลใกล้ชิด ยังมีศิลปินนักร้อง และนักแสดง ร่วมสมัย อาทิ วินัย พันธุรักษ์ ดวงใจ หทัยกาญจน์ กรุง ศรีวิไล นันทิดา แก้วบัวสาย ดวงตา ตุงคะมณี ณัฐนี สิทธิสมาน ทัศน์วรรณ เสนีย์วงศ์ ณ อยุธยา ทริกา ธิดาทิตย์  เนาวรัตน์ ยุกตะนันท์ สุทธิพงษ์ วัฒนจัง หรือ ชมพู ฟรุตตี้ ฯลฯ เดินทางมาร่วมแสดงความอาลัย และรดน้ำศพ นายเศรษฐา ศิระฉายา อย่างคับคั่ง ทั้งนี้  สำหรับพิธีบำเพ็ญกุศลสวดพระอภิธรรมศพนายเศรษฐา จะมีไปจนถึงวันที่ 27 ก.พ.65 รวม 7 วัน จากนั้นจะเก็บศพไว้บำเพ็ญกุศลเป็นเวลา 100 วัน โดยกรมส่งเสริมวัฒนธรร (สวธ.) จะดำเนินการขอพระราชทานเพลิงศพให้ต่อไป