Mannen, som var från Staffordshire, kollapsade när han red på A5 nära Chirk i Wrexham omkring kl. 22.45 på söndagen.
Han hade samlat in pengar till Douglas Macmillan Hospice.
Polisen i norra Wales sade att officerare var närvarande, tillsammans med en väg - och flygambulans, och försökte hjälpa allmänheten att rädda cyklisterna.
"Jag är mycket ledsen att säga att deras ansträngningar inte var framgångsrika," tillfälliga Supt Nick Evans sade.
Douglas Macmillan Hospice - känd som Dougie Mac - är en specialist palliativ vårdgivare i norra Staffordshire för vuxna, av vilka de flesta är drabbade av cancer.
Ett antal välgörenhet cykelturer för hospice hölls på söndag tar in rutter från Stoke-on-Trent till Llangollen och tillbaka.
En 44-årig man har dött i norra Wales medan han deltagit i en välgörenhetstur