La noche del 10 de mayo de 1975, mientras dormía, recibió un tiro en la cabeza por decisión de tres de los cuatro miembros de la Comisión Militar del Ejército Revolucionario del Pueblo (ERP): Joaquín Villalobos, Alejandro Rivas Mira y Vladimir Rogel Umaña. Ellos mismos se encargaron de la ejecución.
Para entonces, Dalton llevaba un mes «preso» por los mandos del ERP, al cual pertenecía; lo acusaban de agente, primero «de la CIA», y después «castrista». El propio Fidel Castro reviró, y acusó de agentes de la CIA a Villalobos y a sus socios del tribunal guerrillero. Al parecer, el gran «delito» del poeta fue insistir en que antes de la insurrección era necesario crear un «frente de masas», o sea, tener bases en la sociedad descontenta. Eso acabaron haciendo los guerrilleros que confluyeron en el Frente Farabundo Martí de Liberación Nacional (FMLN) después de la muerte de Dalton.
Hasta la fecha, los involucrados del asesinato del poeta guardan un silencio de guerra y no han dicho donde están los restos del poeta más famoso de El Salvador.
Este caso también es otro de la impunidad del sistema de justicia salvadoreño, ya que los involucrados en su asesinato están en total libertad y no ha pagado por este crimen.
Sin embargo, la familia Dalton desde hace años lleva una lucha para tener justicia del coso y poder saber por fin donde están los restos de Roque.
