A morte ocorreu às 16h25 locais (17h55 de Brasília), segundo o vice-presidente Nicolás Maduro, herdeiro político de Chávez, que fez o anúncio em um pronunciamento ao vivo na TV.
"Às 16h25 locais (17h55 de Brasília) de hoje 5 de março, faleceu o comandante presidente Hugo Chávez Frías", disse Maduro, emocionado.
"É um momento de dor", afirmou, cercado pelos ministros do governo.
Chávez estava internado em um hospital militar na capital, Caracas. Na véspera, boletim médico pessimista havia relatado uma piora no seu estado.
Ao fazer o anúncio nesta terça, o vice Maduro afirmou que mandou as Forças Armadas para as ruas, para garantir a segurança.
O clima da população na capital, Caracas, é de apreensão, à espera dos próximos acontecimentos.
A cúpula das Forças Armadas também apareceu na TV estatal, para jurar lealdade a Maduro e respeito à Constituição.
Com a morte de Chávez, A Constituição da Venezuela prevê a realização de novas eleições presidenciais no prazo de 30 dias.
A luta contra o câncer havia impedido Chávez de tomar posse em 10 de janeiro, depois da reeleição obtida em outubro de 2012 para um terceiro mandato de seis anos.
Em janeiro, a Assembleia Nacional concedeu ao presidente uma permissão indefinida de ausência do país para tratar a doença, em Cuba, enquanto o Tribunal Supremo de Justiça autorizou que a posse de Chávez fosse adiada para quando ele tivesse condições de saúde.
A oposição protestou fortemente contra isso, exigindo que o governo desse informações mais claras sobre o estado de saúde do líder e sobre se ele tinha condições de continuar no governo.
Discurso agressivo
Horas antes de anunciar a morte de Chávez, Maduro havia feito um discurso agressivo na TV, em resposta aos crescentes boatos sobre o estado de saúde do presidente acusando os adversários políticos, EUA principalmente, de "conspiração" e dizendo que o presidente socialista enfrentava o momento "mais duro" desde sua última cirurgia.
O governo também anunciou a expulsão de dois adidos militares americanos supostamente envolvidos em "contatos não autorizados" com militares venezuelanos.
Após o anúncio da morte de Chávez, o presidente dos EUA, Barack Obama, divulgou nota dizendo que deseja um "novo relacionamento" construtivo com a Venezuela, rival americana durante os governos de Chávez.
