خلون من شوال سنة سبع وثمانين، ومات بعد ذلك بيوم، وكانت مدة قيامه- بعد وفاة أخيه- نحوا من ثمانية عشر سنة.
وكان أديبا شاعرا فاضلا حسن السيرة، قال أبو عمرو الاستراباذى:
كنت أورد على محمد بن زيد أخبار العباسيين، فقلت له: إنّهم قد لقّبوا أنفسهم، فإذا ذكرتهم عندك أسميهم أو ألقبهم؟ فقال:
الأمر موسع عليك، سمّهم ولقّبهم بأحسن ألقابهم واسمائهم وأحبّها إليهم. قال: وحمل ابنه زيد إلى إسماعيل بن أحمد السامانى- لمّا أسر- فأكرمه، وكتب إليه المكتفى كتابا في حمله إليه فدافع عنه، وهو القائل:
ولقد تقول عصابة ملعونة ... غوغاء ما خلقت لغير جهنّم
من لم يسبّ بنى النبى محمد ... ويرى قتالهم فليس بمسلم
عجبا لأمّة جدّنا يجفوننا ... وتجيرنا منهم رجال الديلم
ولم يزل عند آل سامان مكرّما إلى أن مات في سنة أربع عشرة وثلاثمائة.
ولمّا مات محمد بن زيد وأسر ابنه زيد «١» بن محمد، قام بالأمر ابن ابنه المهدى أبو محمد الحسن بن زيد بن محمد بن زيد، وخطب له ببلاد الديلم، وكانت له خطوب وحروب لم نر من دوّن فيها شيئا فنورده، ولا وقفنا على تاريخ وفاته.