ترور و جان‌باختن در نهایت پس از ۳۱ ماه خدمت در مقام قضاوت، بر اثر انفجار یک بمب آتش زا در دادستانی کل انقلاب در ۱۴ شهریور ۱۳۶۰، جان سپرد. فردی نفوذی از کارمندان دادستانی زیر اتاق قدوسی بمبی تعبیه نموده و از این مکان خارج می‌شود تا آن که در ساعت هشت و چهل دقیقهٔ روز شنبه ۱۴ شهریور ۱۳۶۰ انفجار مهیبی رخ می‌دهد به نحوی که دیوار پشت سر او جدا شده و او از اتاقش در طبقه دوم به کف حیاظ پرتاپ می‌شود. در ابتدا او را به بیمارستان ۵۰۱ ارتش انتقال می‌دهند و سپس برای معالجه دقیق‌تر به بیمارستان شهدا انتقال می‌یابد و تحت عمل جراحی قرار می‌گیرد، اما اقدام پزشکان ناموفق است و ضربه و خون‌ریزی مغزی باعث جانباختن وی می‌گردد. در روز بعد پیکر علی قدوسی به دوش مردم قرار گرفت و پس از آن که مسافتی را در میان اندوه و خشم مردم طی کرد، به سوی قم حمل شد تا در جوار بارگاه فاطمه معصومه به خاک سپرده شود.[۱۰] سید روح‌الله خمینی نیز به مناسبت کشته‌شدنش، پیامی صادر کرد که در بخشی از آن آمده بود: «شهادت بر او مبارک و وفود الی الله و خروج از ظلمات به سوی نور بر او ارزانی باد».