Марьянов умер 15 октября 2017 года. Как установило следствие, с 6 октября он находился в подмосковном реабилитационном центре для людей с алкогольной зависимостью «Феникс». Известно, что актеру вводились сильнодействующие препараты без исследований относительно того, есть ли у него противопоказания. 15 октября, начиная с 10:00 и до 18:00, он неоднократно жаловался на плохое самочувствие и боль в ноге бывшим клиентам центра, которые работали там на добровольных началах. Они сообщали директору центра о его тяжелом состоянии и необходимости госпитализации. В итоге один из клиентов "Феникса", несмотря на запрет со стороны директора, которая намерена была продолжить социальную адаптацию актера в стенах своего центра, все-таки вызвал "скорую помощь". Актер был доставлен в больницу, где в 19:45 констатировали его смерть. Предварительная причина - оторвавшийся тромб.
В Следственном комитете со ссылкой на данные экспертизы сообщают, что при своевременном направлении Марьянова в лечебное учреждение с момента появления у него первых жалоб на плохое самочувствие и до развития клинических признаков тяжелого шока было возможным сохранение его жизни.