Venne ucciso all'uscita dal suo studio, il 6 novembre 1981, da due sicari, colpito da quattro pallottole di una pistola calibro 38. Il motivo della sua uccisione, secondo anche le testimonianze di alcuni pentiti, stava nel fatto che Bosio avrebbe curato in modo superficiale o comunque sbrigativo alcuni boss della mafia accorsi da lui dopo essere stati vittime di scontri a fuoco e di aver curato criminali della cosiddetta fazione della "mafia perdente" uscita sconfitta dalla seconda guerra di mafia, tra cui Totuccio Contorno. Si scoprì poi in seguito, grazie anche ad indagini più accurate, che Bosio aveva avuto una diatriba, almeno telefonica, con l'allora direttore sanitario della struttura, Giuseppe Lima, fratello del più noto Salvo, ucciso poi nel 1992 dalla stessa mafia, poiché egli prometteva sotto il suo comando di svolgere loro delle operazioni privilegiate.