Astori, yang juga pemain tim nasional Italia, seperti dilansir ESPN Soccer, ditemukan meninggal dunia di kamar hotelnya di Udine pada Minggu (4/3/2018) pagi waktu setempat. Saat itu Astori bersama anggota skuat Fiorentina lainnya hendak menjalani partai tandang di markas Udinese dalam lanjutan pertandingan Serie A.
Berbagai media di Negeri Pizza menyebutkan Astori meninggal dunia akibat serangan jantung. Astori saat meninggal masih berusia 31 tahun.
Berbagai klub Serie A telah mengucapkan duka cita mendalam atas kematian Astori, termasuk juga AS Roma yang pernah dibela sang pemain pada musim kompetisi Serie A 2014-15 sebagai pemain pinjaman dari Cagliari. Astori bergabung dengan Fiorentina sebagai pemain pinjaman dari Roma pada 4 Agustus 2015. Ia lalu dipermanenkan La Viola musim berikutnya dan ditunjuk sebagai kapten tim mulai awal musim ini.