أربع وسبعين ومائة، في رجب، وكان حافظا متقنا، وكان أهل العراق يقولون في أيام الثوري: إذا مات الثوري ففي زهير خلف، كانوا يقدمونه في الإتقان على غيره من أقرانه.
وقال ابن سعد: توفي بالحربية آخر سنة اثنتين وسبعين، وكان ثقة ثبتا مأمونا كثير الحديث.
وقال الإمام أحمد في «تاريخه الكبير»، وابن منجويه: توفي سنة اثنتين وسبعين. والذي نقله المزي، وقبله صاحب «الكمال» عن ابن منجويه: سنة سبع وسبعين. ولم أره، فينظر.
وذكر عبد القادر الرهاوي في كتاب «الأربعين»: أنه مات بحران.
وقال أبو حاتم: أوثق الثلاثة الأخوة، زهير، ثم رحيل.
وفي «سؤالات الميموني» عن أحمد: كان زهير من معادن العلم. كذا ألفيته في نسختين صحيحتين، وكذا نقله عنه ابن أبي حاتم، وغيره، والذي نقله عنه المزي: من معادن الصدق. لم أره.
وفي «تاريخ الطبري»: كان زهير بن معاوية- فيما قيل- من جملة الموكلين بحراسة جسد زيد بن علي، لما صلبه يوسف بن عمر الثقفي بالكوفة [ق ٤٣ / أ].