شارك عبيدة بعدئذ في غزوة بدر، وخرج في بداية المعركة للمبارزة، فبارزه شيبة بن ربيعة، فضرب كل منهما الآخر ضربة، فأصاب شيبة ساق عبيدة،[8] ثم هاجم حمزة بن عبد المطلبوعلي بن أبي طالب شيبة فقتلاه، وحملا عبيدة إلى معسكر المسلمين، ثم مات عبيدة بعد ذلك من جُرحه بالصفراء،[8] في العُشر الأخير من رمضان سنة 2 هـ،[2] وعمره يومئذ 63 سنة.[3][7]
كان لعبيدة قدر ومنزلة كبيرة عند النبي محمد،[2][3] وكان رجلاً ربعة أسمر حسن الوجه.[2][6][3] وترك من الولد معاوية وعون ومنقذ والحارث ومحمد وإبراهيم وريطة وخديجة وسخيلة وصفية أمهاتهم أمهات ولد.[6]