Tilemsi werd volgens een woordvoerder van het Franse ministerie van Defensie gedood tijdens een operatie van de Fransen in de Noord-Malinese regio Gao. Volgens de woordvoerder zijn nog ongeveer tien andere radicale moslims „buiten gevecht gesteld”. Hij maakte niet duidelijk of ook zij zijn gedood of dat zij zijn gearresteerd.

De Verenigde Staten hadden een beloning van 5 miljoen dollar (4 miljoen euro) uitgeloofd voor tips die tot de arrestatie van Tilemsi zouden leiden. Hij werd ervan verdacht dat hij in 2011 deelnam aan de ontvoering van twee Fransen in Niger.