Un guardia de seguridad se encontró el 10 de noviembre de 2006 con el cuerpo desnudo de Tamayo en una habitación de motel en Zihuatanejo, una ciudad costera del Pacífico, centro turístico en el Estado sureño de Guerrero. Su cuerpo fue encontrado con las manos atadas en la espalda. Tres pequeñas marcas de pinchazos en el brazo sugirieron que podría haber recibido una inyección letal. Una autopsia preliminar concluyó que murió de un ataque al corazón.

Aún se desconoce el motivo del asesinato, pero existen indicios de que puede haber estado relacionado con el periódico gestionado por su familia y que investigaba sobre el crimen organizado, el narcotráfico y la corrupción local. Colegas y miembros de la familia en el diario dijeron que Tamayo había recibido amenazas de muerte un par de meses antes de su asesinato, pero que no las había tomado en serio.