Ta Mok, apelidado de "O Açougueiro", tinha seu nome ligado às atrocidades da época do regime de Pol Pot, nos anos 70.
Um dos dois comandantes sobreviventes do Khmer Vermelho mantido sob detenção, Ta Mok estava doente desde junho e entrou em coma na semana passada.
Cerca de 2 milhões de pessoas morreram sob o regime do Khmer Vermelho, muitas delas vítimas da fome, doenças ou execução.
Ta Mok deveria ser uma das primeiras pessoas julgadas por genocídio e crimes contra a humanidade em uma corte apoiada pela ONU que deveria começar a ouvir depoimentos em 2007.
"Ta Mok (...) era um homem idoso e morreu de causas naturais, devido à sua saúde frágil e problemas respiratórios", disse o médico militar Tuoth Nara à agência de notícias Reuters.